海洋所在太平洋潛泥蛤染色體水平基因組組裝和解析獲新進(jìn)展
中國科學(xué)院海洋研究所等在太平洋潛泥蛤染色體水平基因組組裝和解析等方面取得重要進(jìn)展,相關(guān)成果以“Chromosome-level genome assembly of the Pacific geoduck Panopea generosa reveals major inter- and intrachromosomal rearrangements and substantial expansion of the copine gene family”為題發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊GigaScience。
太平洋潛泥蛤Panopea generosa屬于軟體動(dòng)物門雙殼綱海螂目潛泥蛤?qū)?,是世界上最大的埋棲型貝?/font>,也是一種適溫、適鹽范圍廣、生長速度快、成體耐干露時(shí)間長、經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的大型海產(chǎn)雙殼貝類。同時(shí),因其濾食性和通過向沉積物表面噴射未消化的粘液結(jié)合糞便和偽糞便來耦合浮游和底棲過程,潛泥蛤在維持生態(tài)系統(tǒng)健康方面發(fā)揮著重要作用。潛泥蛤依賴方解石和文石來分泌貝殼而作為海洋鈣化物,由于其鈣化性質(zhì)和生物地理分布,被認(rèn)為特別容易受到海洋酸化的影響成為海洋酸化研究的重要對象。然而,潛泥蛤?qū)偕星覜]有染色體水平的參考基因組,將阻礙對其遺傳育種、海洋生態(tài)和酸化方面的研究。
本研究以一例加拿大采集的太平洋潛泥蛤(P. generosa)雌性個(gè)體為樣本,聯(lián)合PacBio測序和Hi-C輔助基因組組裝技術(shù)成功構(gòu)建了染色體水平基因組,其基因組為1.47 Gb,掛載到19條染色體,contig N50為1.6 Mb,BUSCO評估基因組完整性達(dá)到93%。相比于其近緣物種縊蟶(S. constricta),二者基因組之間不僅有較明確的一對一的共線性對應(yīng)關(guān)系,也存在染色體基因重排,包括染色體間和染色體內(nèi)的重排。

太平洋潛泥蛤基因組組成及其與縊蟶間的共線性關(guān)系
在該基因組中預(yù)測到35,034個(gè)蛋白編碼基因,其中87.6%在公共數(shù)據(jù)庫中被功能注釋。以7個(gè)軟體動(dòng)物、Homo sapiens、Xenopus tropicalis、Danio rerio以及Caenorhabditis elegans基因組為參考,發(fā)現(xiàn)507個(gè)P. generosa基因家族顯著擴(kuò)張,其中與神經(jīng)發(fā)育與免疫反應(yīng)相關(guān)的copine基因在P. generosa基因組中的數(shù)目是近緣物種縊蟶的2倍。該例高質(zhì)量、染色體水平的P. generosa基因組的組裝、注釋和比較分析為后續(xù)P. generosa育種和環(huán)境適應(yīng)研究提供了有力的理論和數(shù)據(jù)支持。

基于Pfam注釋的P. generosa與近緣雙殼綱物種的比較分析
中國科學(xué)院海洋研究所助理研究員王靜為論文第一作者,海洋研究所陳楠生研究員、青島農(nóng)業(yè)大學(xué)王春德為論文共同通訊作者。研究得到了中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)(B類)等項(xiàng)目聯(lián)合資助。
論文信息:
Jing Wang, Qing Xu, Min Chen, Yang Chen, Chunde Wang and Nansheng Chen. Chromosome-level genome assembly of the Pacific geoduck Panopea generosa reveals major inter- and intrachromosomal rearrangements and substantial expansion of the copine gene family. GigaScience. https://doi.org/10.1093/gigascience/gi
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