TIẾN HÓA GEN
PNAS
Nguồn gốc tiến hóa và lịch sử thuần hóa của cá vàng (Carassius auratus)
PacBio |Illumina |Bản đồ bộ gen Bionano |Lắp ráp bộ gen Hi-C |Bản đồ di truyền |GWAS |Trình tự RNA
Điểm nổi bật
1. Bộ gen của cá vàng đã được cập nhật với phiên bản lắp ráp chất lượng cao, neo 95,75% số nhánh vào 50 nhiễm sắc thể giả (Giàn giáo N50=31,84 Mb).Hai bộ gen con đã được tháo gỡ.
2. Các vùng gen của quá trình quét chọn lọc trong quá trình thuần hóa đã được xác định từ dữ liệu sắp xếp lại trình tự của 201 cá thể, tiết lộ hơn 390 gen ứng cử viên có khả năng liên quan đến các đặc điểm thuần hóa.
3.GWAS trên vây lưng ở cá vàng thuần hóa đã tiết lộ 378 gen ứng cử viên có khả năng liên quan.Một phóng viên tyrosine-protein kinase được xác định là gen nhân quả ứng cử viên liên quan đến tính minh bạch
Lý lịch
Cá vàng (Carassius auratus) là một trong những loài cá nuôi quan trọng nhất, được thuần hóa từ cá diếc ở Trung Quốc cổ đại.Chúng được Charles Darwin nhận xét là “Vượt qua sự đa dạng gần như vô tận của màu sắc, chúng ta gặp phải những thay đổi cấu trúc phi thường nhất”.Các đặc điểm cực kỳ đa dạng và lịch sử thuần hóa và nhân giống lâu đời khiến cá vàng trở thành một hệ thống mô hình di truyền tuyệt vời cho sinh lý và tiến hóa của cá.
Thành tựu
Bộ gen cá vàng
Jphân tích oint của dữ liệu giải trình tự cuối cặp PacBio và Illumina mang lại tổ hợp dự thảo 1,657 G ban đầu (Contig N50=474 Kb).Bản đồ quang học Bionano đã được tạo và hiệu chỉnh tổ hợp thành kích thước 1,73 Gb (Kích thước bộ gen ước tính: 1,8 Gb).Việc lắp ráp dựa trên Hi-C đã cải thiện hơn nữa giàn giáo N50 từ 606 Kb lên 31,84 Mb và đạt được tỷ lệ neo theo định hướng và trật tự 95,75% (1,65 Gb).Bộ gen bao gồm 56.251 gen mã hóa và 10.098 bản phiên mã dài không mã hóa.Hơn nữa, 38 vùng trung tâm tiềm năng đã được dự đoán trong số 50 nhiễm sắc thể.
Hình 1 Bộ gen cá vàng
THai bộ gen con rõ ràng đã được xác định trong 50 nhiễm sắc thể của cá vàng là kết quả của một sự kiện lai tạo cổ xưa.Tập hợp các nhiễm sắc thể có tỷ lệ đọc liên kết giữa cá vàng và Barbinae cao hơn được xác định là gen con A (ChrA01~A25), tức là gen con chung cho Barbinae và phần còn lại là gen con B (ChrB01~B25).
Thuần hóa và quét chọn lọc
Atổng cộng 16 loài cá diếc hoang dã và 185 biến thể cá vàng đại diện được lập trình tự với độ sâu trình tự trung bình khoảng 12,5 lần, tạo ra 4,3 terabase dữ liệu.Tái thiết phát sinh gen và phân tích PCA đã xác nhận mối quan hệ chặt chẽ hơn giữa cá vàng thông thường và cá diếc so với các loài cá vàng khác, sau này được chia thành hai dòng.
LPhân tích phân rã D trên bốn quần thể trên đã hỗ trợ sự tồn tại của nút thắt di truyền quần thể trong quá trình thuần hóa và chọn lọc nhân tạo mạnh mẽ ở cá vàng.Sự gia tăng đa dạng di truyền (π) từ cá diếc đến cá vàng thông thường cho đến cá vàng Ôn và cá vàng Trứng cho thấy sự tích lũy đáng kể các biến thể di truyền trong quá trình thuần hóa của chúng.50 vùng gen quét chọn lọc bao gồm 25,2 Mb và 946 gen đã được xác định từ dữ liệu đại diện (33 con cá vàng và 16 con cá diếc).Phân tích mở rộng tới 201 cá thể, 393 gen chỉ ra các vùng quét chọn lọc đã hoàn thành.Những gen này được phát hiện có độ đa dạng thấp, có khả năng góp phần tạo ra các kiểu hình liên quan đến các đặc điểm thuần hóa chính ở cá vàng.
Hình 3 Phân tích liên quan đến thuần hóa trên toàn bộ bộ gen
GWAS trên cá vàng thuần hóa
Dvây miệng là đặc điểm chính để phân biệt cá vàng Wen với cá vàng trứng.GWAS của vây lưng trên 96 con cá vàng Wen và 87 con cá vàng Trứng tiết lộ 378 gen ứng cử viên trải rộng trên 13 nhiễm sắc thể và đã quan sát thấy sự phân bố không đồng đều của các gen này giữa các gen con.Phân tích chức năng trên các gen ứng cử viên này đã nêu bật các quá trình sinh học bao gồm “Tín hiệu thụ thể bề mặt tế bào”, “Vận chuyển xuyên màng”, “Phát triển hệ thống xương”, v.v.
Hình 4 GWAS của vây lưng ở cá vàng thuần hóa
In GWAS của các đặc điểm liên quan đến quy mô trong suốt, một đỉnh liên kết mạnh duy nhất đã được phát hiện.Một gen mã hóa thụ thể tyrosine-protein kinase đã được xác định ở một trong các vùng ứng cử viên.
Hình 5 GWAS của các đặc điểm liên quan đến quy mô trong suốt
Thẩm quyền giải quyết
Chen D và cộng sự.Nguồn gốc tiến hóa và lịch sử thuần hóa của cá vàng (Carassius auratus).PNAS (2020)
Tin tức nhằm mục đích chia sẻ những trường hợp thành công mới nhất với Biomarker Technologies, nắm bắt những thành tựu khoa học mới cũng như các kỹ thuật nổi bật được áp dụng trong quá trình nghiên cứu.
Thời gian đăng: Jan-04-2022