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上海海洋大学唐文乔教授团队阐释波纹唇鱼视觉基因的重复机制

发(fa)布日期:2020-05-25 责任编(bian)辑:蔡霞本条信息已被查看了 10设置

最近,上(shang)海(hai)海(hai)洋大学(xue)联(lian)合美国(guo)佐(zuo)治亚大学(xue),在生物学(xue)主流期刊《Molecular Ecology Resources(IF:6.2)在线发表了题(ti)为“Chromosome-level genome assembly of the endangered humphead wrasse Cheilinus undulatus: Insight into the expansion of opsin genes in fishes”的研(yan)究论文(http://doi.org/10.1111/1755-0998.13429),首次阐释了鱼类视觉(jue)基(ji)因重复的分子机制。

该(gai)文利(li)用Nanopore长(zhang)(zhang)读(du)长(zhang)(zhang)测序(xu)技术,以及Hi-C辅助(zhu)挂载染色体组(zu)(zu)装策略,高(gao)质量地组(zu)(zu)装了(le)染色体水平的波纹(wen)唇(chun)(chun)鱼(yu)(yu)基(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)组(zu)(zu)。该(gai)基(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)组(zu)(zu)大小为(wei)1.17 Gb,contig N50为(wei)16.5 Mb,序(xu)列完整性(xing)高(gao)达96.3%以上。注释了(le)22,218个(ge)(ge)基(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)功(gong)能,转(zhuan)座子(zi)序(xu)列占(zhan)基(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)组(zu)(zu)的39.88%。在(zai)此基(ji)(ji)础上,发(fa)(fa)现(xian)波纹(wen)唇(chun)(chun)鱼(yu)(yu)丢失了(le)视觉基(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)SWS2A,但(dan)视觉基(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)SWS2B、LWS1和Rh2发(fa)(fa)生了(le)重复。在(zai)gnl3l-hcfc1特定区(qu)域(yu)内,SWS2B具有4个(ge)(ge)重复。目前虽在(zai)少数鱼(yu)(yu)类中发(fa)(fa)现(xian)视觉基(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)的重复,但(dan)其机制尚不(bu)清(qing)楚。本团队利(li)用基(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)共(gong)线性(xing)分析,发(fa)(fa)现(xian)SWS2B旁侧逆转(zhuan)座子(zi)SINE活动引(yin)起基(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)转(zhuan)换(huan),促使染色体不(bu)同位点的同源序(xu)列形成。同源序(xu)列经二轮非等位同源重组(zu)(zu)(NAHR),产生了(le)3个(ge)(ge)复制子(zi),从(cong)而解(jie)析了(le)该(gai)基(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)重复的分子(zi)机制。

 视觉基因SWS2B重复的分子(zi)机制

研究发(fa)现(xian),波纹唇鱼(yu)视蛋白关键调(diao)谐点发(fa)生的替换,改变了视觉(jue)(jue)(jue)色素的光(guang)谱吸收(shou)能力。视觉(jue)(jue)(jue)基因的重复及其表达(da)的组织分化(hua),为(wei)幼体(ti)和成鱼(yu)适(shi)应不同的珊瑚礁(jiao)生境提供(gong)了视觉(jue)(jue)(jue)选择性,增强了视觉(jue)(jue)(jue)觅食能力,亦(yi)有(you)(you)助于繁(fan)殖配偶之间(jian)的有(you)(you)效识(shi)别。本研究为(wei)珊瑚礁(jiao)鱼(yu)类的保护生物学和适(shi)应性进化(hua)研究提供(gong)了有(you)(you)效线索。

 视觉重(zhong)复基因SWS2B的(de)组织分化表达(da)

上(shang)海海洋大(da)学(xue)水产(chan)与生(sheng)命学(xue)院刘东(dong)副教授为(wei)论(lun)文第一作(zuo)者,郭弘艺工程(cheng)师(shi)、唐文乔教授为(wei)共同通讯(xun)作(zuo)者,张旭光讲师(shi)、王鑫洋硕士生(sheng)及佐治亚大(da)学(xue)张明教授参与了(le)(le)研究(jiu)。研究(jiu)工作(zuo)得(de)到了(le)(le)上(shang)海海洋大(da)学(xue)水产(chan)一流学(xue)科和(he)国家自然科学(xue)基(ji)金项目的(de)资助。

波(bo)纹(wen)唇(chun)鱼(yu)(yu)是(shi)一种体(ti)色(se)艳丽(li)、具有性逆转、雌性先熟和雌雄配对繁殖行为的大型珊瑚礁鱼(yu)(yu)类。因(yin)眼后有2条黑色(se)眉(mei)纹(wen),俗称苏眉(mei)。波(bo)纹(wen)唇(chun)鱼(yu)(yu)为高级(ji)食用鱼(yu)(yu)和珍贵观赏鱼(yu)(yu),体(ti)长可达2.3米,体(ti)重191公斤。因(yin)野(ye)生数量稀少,被世界自(zi)然保护联盟列(lie)为濒危动(dong)物,也是(shi)中国(guo)国(guo)家二级(ji)重点(dian)保护野(ye)生动(dong)物。

波纹(wen)唇(chun)鱼

(供稿:水产与生命学院)
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