“破譯魚類基因組序列，完成其基因組精細圖譜的繪制意義重大，可以為開展魚類重要經(jīng)濟性狀的遺傳解析、基因組選擇育種以及良種培育提供基因組資源和技術(shù)支撐，使魚類遺傳育種研究進入一個全新的階段。”中國水產(chǎn)科學研究院黃海水產(chǎn)研究所（以下簡稱黃海所）研究員陳松林在接受《中國科學報》采訪時表示。
近日，在繼半滑舌鰨和褐牙鲆的全基因組精細圖譜完成之后，陳松林帶領(lǐng)團隊聯(lián)合青島華大基因研究院，首次完成了花鱸全基因組測序和精細圖譜繪制，研究論文發(fā)表于國際重要刊物GigaScience。
花鱸養(yǎng)殖業(yè)遭遇瓶頸
花鱸又被稱為鱸魚、七星鱸、花寨，主要分布于渤海至南海的近岸水域以及通海的江河水域，具有生長較快、適應(yīng)性廣、味道鮮美等特點。
陳松林介紹，花鱸是我國重要的海水養(yǎng)殖魚類，也是可以作為淡水馴化養(yǎng)殖的重要魚類，具有很高的經(jīng)濟價值。近年來，我國花鱸養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅猛，目前年產(chǎn)量達13萬噸，已成為我國海水魚類養(yǎng)殖主導品種之一。
不過，隨之逐漸出現(xiàn)一些問題，如種質(zhì)退化、生長變緩、養(yǎng)殖周期長、病害發(fā)生日益嚴重、養(yǎng)殖成活率下降等，制約花鱸養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
過去18年來，國內(nèi)一些科技工作者對花鱸開展了一系列研究，如花鱸繁育和苗種培育、遺傳多樣性鑒定、種質(zhì)冷凍保存、重要性狀相關(guān)基因克隆、細胞系建立、家系建立等，并取得一些重要進展。
例如，黃海所的科研團隊從2004年開始建立花鱸精子、胚胎冷凍保存技術(shù)和精子庫，構(gòu)建花鱸胚胎干細胞和組織細胞系6個，而且發(fā)掘了花鱸多態(tài)性微衛(wèi)星標記，克隆了花鱸生長相關(guān)Myf5基因和生長抑素MSTN等基因，并分析這些基因的表達模式。
但是，這些進展依然滿足不了培育花鱸速生抗病優(yōu)良品種的需求。
陳松林表示，開展花鱸育種研究，特別是采用基因組選擇育種技術(shù)來進行花鱸抗病速生良種培育研究已經(jīng)成為重要研究方向，也是現(xiàn)在養(yǎng)殖魚類中遺傳育種研究的發(fā)展趨勢。因此，亟須破譯花鱸基因組序列，發(fā)掘高產(chǎn)抗病抗逆等重要性狀調(diào)控的關(guān)鍵基因。
前沿技術(shù)解開基因密碼
在青島海洋科學與技術(shù)試點國家實驗室科技創(chuàng)新計劃和鰲山人才培養(yǎng)計劃項目的支持下，陳松林團隊開始著手花鱸基因組研究。
他們采用新一代測序技術(shù)和HI-C三維基因組技術(shù)，構(gòu)建了染色體水平的花鱸基因組圖譜；揭示花鱸基因組大小為668Mb，重復序列為132Mb，注釋基因為22015個。
進化分析表明，花鱸與歐洲鱸魚關(guān)系最近，大概在87Mya開始分化，并且二者染色體之間呈現(xiàn)較好的共線性。通過比較基因組學分析，篩選到125個花鱸特異基因家族，可能與花鱸自身的特征密切相關(guān)。
“破譯花鱸全基因組結(jié)構(gòu)，可幫助深入理解花鱸的生命過程和進化特征，也為今后解析花鱸重要經(jīng)濟性狀，比如生長、抗病抗逆、性別、免疫等性狀的形成機制，建立基因組育種技術(shù)奠定了重要基礎(chǔ)。”陳松林說。
多年來，陳松林一直耕耘在魚類基因組研究的路上。2014年、2016年，陳松林帶領(lǐng)團隊相繼完成首個半滑舌鰨全基因組精細圖譜、褐牙鲆全基因組精細圖譜的繪制。今后他們還會繼續(xù)繪制更多的魚類基因組精細圖譜。
“我們團隊的主要任務(wù)就是盡可能多的破譯海水養(yǎng)殖魚類的基因組序列，繪制盡可能多的海水養(yǎng)殖魚類基因組精細圖譜，為國內(nèi)外科研工作者開展海水魚類重要性狀的遺傳解析和基因組育種研究提供基因資源和技術(shù)手段，幫助推動魚類遺傳改良和新品種培育的科研進程。”陳松林說。
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