科學家揭示珊瑚礁魚類粒突箱鲀適應性演化機制

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近日，南方海洋科學與工程廣東省實驗室（廣州）魏輔文院士團隊研究利用三代HiFi結合Hi-C測序技術，首次獲得了箱鲀科魚類的染色體級別基因組，并探討箱鲀骨板和箱鲀毒素這兩個箱鲀科魚類極具特色的防御性狀的演化機制。相關研究成果在線發表于Frontiers in Marine Science。

鲀形目魚類大部分生活在熱帶珊瑚礁等復雜海洋環境中，是維持珊瑚礁生態系統穩定的重要功能類群，各自占有不同的生態位且形成不同的反捕食防御策略，所有這些特征使得鲀形目魚類成為最適合作為物種適應性演化研究范式的物種類群之一。其中，六棱箱鲀科和箱鲀科魚類不僅皮膚粘液腺可以分泌箱鲀毒素，還演化形成覆蓋全身的盒裝骨板以增強防御。但由于缺乏參考基因組，限制了箱鲀防御性狀適應性演化機制的系統研究。

研究人員通過三代HiFi結合Hi-C測序技術，組裝了粒突箱鲀的染色體級別基因組，基因組大小為867.50 Mb，組裝的基因組僅包含545個scaffolds，Scaffold N50為34.86 Mb，掛載到25條染色體，這是目前基因組組裝質量最高的魚類之一。此外，基于粒突箱鲀的染色體級別基因組，研究人員利用基因組學和轉錄組學分析方法，篩選到與箱鲀骨板演化和與箱鲀毒素分泌相關基因，這些關鍵基因編碼區序列和表達模式的改變很可能促進箱鲀科魚類的骨板和毒素的形成與演化。

該研究組裝了粒突箱鲀染色體級別基因組，為鲀形目魚類生態學和演化生物學研究提供高質量參考基因組；探討了與箱鲀科魚類的骨板和毒素分泌性狀相關的演化機制，具有重要的理論價值。

上述研究由“十四五”國家重點研發計劃、國家自然科學基金、廣東省科技廳“珠江人才計劃”、南方海洋科學與工程廣東省實驗室（廣州）人才啟動項目等科研項目聯合資助。

相關論文信息：https://doi.org/10.3389/fmars.2023.1170704

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粒突箱鲀基因組共線性分析結果圖。研究團隊 供圖

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粒突箱鲀基因組注釋結果。研究團隊 供圖

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粒突箱鲀系統發育關系與擴張基因家族分析。研究團隊 供圖

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