GENOMEVOLUTION
PNAS
Guldfiskarnas evolutionära ursprung och domesticeringshistoria (Carassius auratus)
PacBio |Illumina |Bionano Genome Karta |Hi-C Genome Assembly |Genetisk karta |GWAS |RNA-Sekv
Höjdpunkter
1. Guldfiskgenomet uppdaterades med en högkvalitativ monteringsversion, som förankrade 95,75 % av contigs i 50 pseudokromosomer (Scaffold N50=31,84 Mb).Två subgenom lösgjordes.
2. Genomiska regioner av selektiva svep under domesticering identifierades från återsekvensering av data från 201 individer, som avslöjade över 390 kandidatgener som sannolikt är associerade med domesticeringsegenskaper.
3.GWAS på ryggfenan hos domesticerade guldfiskar avslöjade 378 kandidatgener som potentiellt associerades.En tyrosin-proteinkinasreporter identifierades som en kandidat för orsaksgenen associerad med transparens
Bakgrund
Guldfisk (Carassius auratus) är en av de viktigaste odlade fiskarna, som tämjdes från crucian karp i det gamla Kina.De kommenterades av Charles Darwin som "Om vi passerar en nästan oändlig mångfald av färger möter vi de mest extraordinära förändringarna av strukturen".Extremt olika egenskaper och lång historia av domesticering och avel gör guldfisk till ett utmärkt genetiskt modellsystem för fiskens fysiologi och evolution.
Prestationer
Guldfisks genom
JOint analys av PacBio och Illumina pair-end sekvenseringsdata ger en initial 1,657 G draft assembly (Contig N50=474 Kb).Bionano optisk karta genererades och korrigerade sammansättningen till 1,73 Gb i storlek (uppskattad genomstorlek: 1,8 Gb).Hi-C-baserad montering förbättrade ytterligare ställningen N50 från 606 Kb till 31,84 Mb och uppnådde 95,75 % (1,65 Gb) orienterad och ordnad förankringshastighet.Genomet omfattar 56 251 kodande gener och 10 098 långa icke-kodande transkript.Dessutom förutspåddes 38 potentiella centromera regioner av 50 kromosomer.
Fig.1 Guldfisk Genom
Ttvå tydliga uppsättningar av subgenom identifierades i de 50 guldfiskkromosomerna som resulterade från en uråldrig hybridiseringshändelse.Uppsättningen kromosomer med högre andel avläsningar i linje mellan guldfisk och Barbinae definierades som subgenom A (ChrA01~A25), dvs subgenom gemensamt för Barbinae, och de återstående som subgenom B (ChrB01~B25).
Domesticering och selektiva genomsökningar
Atotalt 16 vildtyp crucian karpar och 185 representativa guldfisk varianter var återsekvens med ett genomsnittligt sekvensering djup på cirka 12,5X, genererande 4,3 terabaser av data.Fylogenetisk rekonstruktion och PCA-analys bekräftade en närmare relation mellan vanlig guldfisk och crucian karp än andra guldfiskar, som senare delade upp sig i två linjer.
LD-förfallsanalys på ovanstående fyra subpopulationer stödde förekomsten av en genetisk flaskhals av populationen under domesticeringen och starkt artificiellt urval hos guldfiskar.Ökande genetisk mångfald (π) från crucian karp till vanlig guldfisk vidare till Wen guldfisk och ägg guldfisk indikerade en betydande ackumulering av genetiska variationer under deras domesticering.50 selektiva svep genomiska regioner som täcker 25,2 Mb och 946 gener identifierades från representativa data (33 guldfiskar och 16 crucian crap).Utvidgar analysen till 201 individer, 393 gener indikerade regioner av avslutat selektivt svep.Dessa gener hittades av låg mångfald, vilket sannolikt har bidragit till fenotyperna associerade med viktiga domesticeringsegenskaper hos guldfiskar.
Fig.3 Genomomfattande domesticeringsassocierad analys
GWAS på domesticerade guldfiskar
Dmunfen är en nyckelfunktion som skiljer Wen-guldfisk från äggguldfisk.GWAS av ryggfenan på 96 Wen-guldfiskar och 87 Egg-guldfiskar avslöjade 378 kandidatgener spridda över 13 kromosomer och en ojämn fördelning av dessa gener mellan subgenomerna observerades.Funktionell analys av dessa kandidatgener lyfte fram biologiska processer inklusive "Cellytereceptorsignalering", "Transmembrantransport", "Skelettsystemutveckling", etc.
Fig.4 GWAS av ryggfena på tama guldfisk
In GWAS av transparenta skalrelaterade egenskaper upptäcktes en enda stark associationstopp.En gen som kodar för en tyrosin-proteinkinasreceptor identifierades i en av kandidatregionerna.
Fig. 5 GWAS för transparenta skalrelaterade egenskaper
Referens
Chen D et al.Guldfiskens (Carassius auratus) evolutionära ursprung och domesticeringshistoria.PNAS (2020)
Nyheter syftar till att dela de senaste framgångsrika fallen med Biomarker Technologies, fånga nya vetenskapliga landvinningar såväl som framstående tekniker som tillämpas under studien.
Posttid: Jan-04-2022