青海湖裸鯉(Gymnocypris przewalskii),隸屬于鯉科裂腹魚亞科,是國家二級保護動物,僅分布于典型高原咸水湖泊—青海湖中,是維持青海湖“水-鳥-魚”生態鏈穩定的核心物種。青海湖裸鯉是鯉科魚類中唯一一種適應青海湖高鹽堿水環境的自然群體,是研究高原魚類適應進化的良好素材。青海湖裸鯉為同源四倍體,基因組復雜度較高,因此長期以來一直缺乏高質量的青海湖裸鯉基因組。
中國科學院西北高原生物研究所高原魚類進化與功能基因組學科組通過運用二代(illumina)、三代測序技術(PacBio),并結合Hi-C互作圖譜技術輔助基因組組裝,獲得了一個高質量青海湖裸鯉基因組。青海湖裸鯉基因組共2.03G,掛載到46條染色體,包含56397基因,共線性分析顯示基因組加倍發生在7.14 Mya,系統進化分析顯示青海湖裸鯉可能起源于白甲魚(Onychostoma macrolepis)。利用構建的青海湖裸鯉基因組與鯉魚和斑馬魚基因組進行比較分析發現,青海湖裸鯉加倍基因主要富集于DNA修復,轉運等與高原環境適應相關通路。基因家族擴張和正選擇分析,發現轉運基因相關基因家族,如SLC4a基因家族、CLC基因家族等均發生擴張,水通道蛋白AQP3等受到正選擇,可能與其高鹽環境適應相關。研究結果將有助于進一步研究高原魚類的適應性進化,并為魚類的耐逆分子育種提供素材。
該研究以Chromosome-level genome of Tibetan naked carp (Gymnocypris przewalskii) provides insights into Tibetan highland adaptation為題發表于基因組學領域專業期刊DNA Research(中科院二區,IF=5.358)。趙凱研究員為文章通訊作者,田菲副研究員和劉思嘉助理研究員為文章的共同第一作者。該研究得到國家自然科學基金委面上項目、中國科學院西部之光、青海省重大專項計劃資助。