ЕВОЛЮЦІЯ ГЕНОМА
PNAS
Еволюційне походження та історія одомашнення золотої рибки (Carassius auratus)
PacBio |Illumina |Карта геному Bionano |Збірка геному Hi-C |Генетична карта |GWAS |RNA-Seq
Основні моменти
1. Геном золотої рибки було оновлено високоякісною версією збірки, яка закріпила 95,75% контигів у 50 псевдохромосомах (Scaffold N50=31,84 Mb).Два субгеноми були роз'єднані.
2. Геномні області селективних сканувань під час одомашнення були ідентифіковані за даними повторного секвенування 201 особини, відкриваючи понад 390 генів-кандидатів, які, ймовірно, пов’язані з ознаками одомашнення.
3.GWAS на спинному плавці одомашнених золотих рибок виявив 378 генів-кандидатів, які потенційно пов’язані.Репортер тирозин-протеїнкінази був ідентифікований як кандидат на причинний ген, пов'язаний з прозорістю
Фон
Золота рибка (Carassius auratus) є однією з найважливіших риб, що вирощуються на фермах, яку одомашнили від карася в стародавньому Китаї.Чарльз Дарвін прокоментував їх так: «Проходячи повз майже нескінченну різноманітність кольорів, ми зустрічаємося з найбільш незвичайними змінами структури».Надзвичайно різноманітні особливості та довга історія одомашнення та розведення роблять золоту рибку чудовою системою генетичної моделі для фізіології та еволюції риб.
Досягнення
Геном золотої рибки
JЗагальний аналіз даних парного секвенування PacBio та Illumina дає початкову чорнову збірку 1,657 G (Contig N50=474 Kb).Було створено оптичну карту Bionano та виправлено збірку до розміру 1,73 Гб (приблизний розмір геному: 1,8 Гб).Збірка на основі Hi-C додатково покращила каркас N50 з 606 Кб до 31,84 Мб і досягла 95,75% (1,65 Гб) орієнтованої та впорядкованої швидкості закріплення.Геном містить 56 251 кодуючий ген і 10 098 довгих некодуючих транскриптів.Крім того, було передбачено 38 потенційних центромерних областей з 50 хромосом.
Рис.1 Геном золотої рибки
TДва чітких набори субгеномів були ідентифіковані в 50 хромосомах золотої рибки, які були отримані в результаті давньої події гібридизації.Набір хромосом із більшою часткою читань, вирівняних між золотою рибкою та барбіною, було визначено як субгеном A (ChrA01~A25), тобто субгеном, спільний для барбіни, а решта — як субгеном B (ChrB01~B25).
Одомашнення та селекційні зачистки
Aзагалом 16 диких типів карасів і 185 репрезентативних варіантів золотих рибок були повторно секвеновані із середньою глибиною секвенування приблизно 12,5X, що генерує 4,3 терабази даних.Філогенетична реконструкція та аналіз PCA підтвердили більш тісний зв’язок між звичайною золотою рибкою та карасем, ніж іншими золотими рибками, які останніх розділили на дві лінії.
LАналіз розпаду D для вищевказаних чотирьох субпопуляцій підтвердив існування популяційного генетичного вузького місця під час одомашнення та сильного штучного відбору золотих рибок.Збільшення генетичного різноманіття (π) від карася до звичайної золотої рибки, далі до золотої рибки Вень та яйцевидної золотої рибки вказує на значне накопичення генетичних варіацій під час їх одомашнення.З репрезентативних даних (33 золотих рибок і 16 карасів) було ідентифіковано 50 селективних геномних областей, що охоплюють 25,2 Mb і 946 генів.Розширення аналізу на 201 особу, 393 гени вказують на області завершеної селективної перевірки.Було виявлено низьку різноманітність цих генів, що, ймовірно, вплинуло на фенотипи, пов’язані з основними ознаками одомашнення золотих рибок.
Рис. 3 Аналіз, пов’язаний з одомашненням, пов’язаний з геномом
GWAS на одомашнених золотих рибках
DОральний плавник є ключовою особливістю, що відрізняє золоту рибку Вен від золотої рибки Яйце.GWAS спинного плавника 96 золотих рибок Вен і 87 яєчних золотих рибок виявив 378 генів-кандидатів, поширених у 13 хромосомах, і спостерігався нерівномірний розподіл цих генів між субгеномами.Функціональний аналіз цих генів-кандидатів висвітлив біологічні процеси, включаючи «сигналізацію рецепторів клітинної поверхні», «трансмембранний транспорт», «розвиток скелетної системи» тощо.
Рис. 4 GWAS спинного плавника одомашненої золотої рибки
In GWAS прозорих ознак, пов’язаних із шкалою, було виявлено єдиний пік сильної асоціації.В одному з регіонів-кандидатів ідентифіковано ген, що кодує рецептор тирозин-протеїнкінази.
Рис.5 GWAS ознак, пов’язаних із прозорими масштабами
довідка
Chen D та ін.Еволюційне походження та історія одомашнення золотої рибки (Carassius auratus).PNAS (2020)
Новини спрямований на обмін останніми успішними випадками з Biomarker Technologies, фіксацію нових наукових досягнень, а також видатних методів, застосованих під час дослідження.
Час публікації: 04 січня 2022 р