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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

发布日期:2020-05-25 责任编辑:蔡霞本条信息已被查看了 10设置

最近,上海海洋大(da)(da)学(xue)联(lian)合(he)美国佐治亚大(da)(da)学(xue),在生物学(xue)主流期(qi)刊《Molecular Ecology Resources(IF:6.2)在(zai)线(xian)发表了题为“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(ci)阐(chan)释了鱼类视觉基因重复的分子机制(zhi)。

该文利用(yong)Nanopore长读(du)长测(ce)序(xu)(xu)技(ji)术,以及Hi-C辅助挂(gua)载(zai)染色(se)体组(zu)装策(ce)略,高质量(liang)地组(zu)装了染色(se)体水平的(de)波纹唇鱼(yu)(yu)(yu)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)因组(zu)。该基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)因组(zu)大小为1.17 Gb,contig N50为16.5 Mb,序(xu)(xu)列完整性高达96.3%以上(shang)。注释了22,218个(ge)(ge)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)因功能(neng),转(zhuan)座子(zi)序(xu)(xu)列占基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)因组(zu)的(de)39.88%。在(zai)此基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)础上(shang),发(fa)(fa)现波纹唇鱼(yu)(yu)(yu)丢失了视觉基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)因SWS2A,但视觉基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)因SWS2B、LWS1和Rh2发(fa)(fa)生(sheng)了重(zhong)(zhong)复(fu)。在(zai)gnl3l-hcfc1特定区(qu)域内,SWS2B具有4个(ge)(ge)重(zhong)(zhong)复(fu)。目前虽在(zai)少数鱼(yu)(yu)(yu)类中发(fa)(fa)现视觉基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)因的(de)重(zhong)(zhong)复(fu),但其机制(zhi)尚不清楚。本团队利用(yong)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)因共线性分(fen)析,发(fa)(fa)现SWS2B旁(pang)侧逆(ni)转(zhuan)座子(zi)SINE活动引(yin)起基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)因转(zhuan)换,促使染色(se)体不同位点(dian)的(de)同源序(xu)(xu)列形成。同源序(xu)(xu)列经二轮非等位同源重(zhong)(zhong)组(zu)(NAHR),产生(sheng)了3个(ge)(ge)复(fu)制(zhi)子(zi),从而(er)解析了该基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)因重(zhong)(zhong)复(fu)的(de)分(fen)子(zi)机制(zhi)。

 视觉基因SWS2B重复(fu)的分(fen)子(zi)机制

研究发现(xian),波(bo)纹唇鱼(yu)视(shi)(shi)蛋白(bai)关键调谐点发生(sheng)的(de)替换,改变了(le)视(shi)(shi)觉(jue)色素的(de)光谱吸收能(neng)力。视(shi)(shi)觉(jue)基因(yin)的(de)重复及其表达的(de)组织分化,为幼体和(he)成鱼(yu)适(shi)应不同(tong)的(de)珊瑚礁生(sheng)境提供了(le)视(shi)(shi)觉(jue)选择性,增强了(le)视(shi)(shi)觉(jue)觅食能(neng)力,亦有助于(yu)繁殖配偶之(zhi)间的(de)有效(xiao)识别。本(ben)研究为珊瑚礁鱼(yu)类的(de)保(bao)护(hu)生(sheng)物(wu)学和(he)适(shi)应性进化研究提供了(le)有效(xiao)线(xian)索。

 视觉重复基因SWS2B的组(zu)织分(fen)化表达

上海(hai)海(hai)洋(yang)大学(xue)水产(chan)与生命学(xue)院刘东(dong)副教授为论文第一作者,郭(guo)弘艺工(gong)程(cheng)师、唐(tang)文乔(qiao)教授为共同(tong)通讯(xun)作者,张(zhang)旭光讲师、王鑫洋(yang)硕士生及(ji)佐治亚大学(xue)张(zhang)明教授参与了(le)研究。研究工(gong)作得到了(le)上海(hai)海(hai)洋(yang)大学(xue)水产(chan)一流学(xue)科和国(guo)家自然(ran)科学(xue)基(ji)金项(xiang)目的资助。

波纹(wen)唇(chun)鱼(yu)是一种体色(se)艳(yan)丽、具有性逆转、雌性先(xian)熟和雌雄(xiong)配对繁殖行为(wei)的大(da)型珊(shan)瑚礁(jiao)鱼(yu)类。因(yin)眼后有2条黑色(se)眉(mei)纹(wen),俗称苏眉(mei)。波纹(wen)唇(chun)鱼(yu)为(wei)高级食用鱼(yu)和珍贵观赏鱼(yu),体长可达2.3米,体重191公斤。因(yin)野生数(shu)量稀少(shao),被世(shi)界自(zi)然保护联盟列为(wei)濒(bin)危(wei)动(dong)物,也是中国国家二级重点保护野生动(dong)物。

波纹唇鱼(yu)

(供稿:水产与生命学院)
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