云南吻孔鲃 課題組供圖
近日，廈門大學徐鵬課題組完成了鯉二倍體祖先云南吻孔鲃高質量三代基因組圖譜繪制。研究顯示，鯉的物種形成或與中新世中期青藏高原隆升驅動的劇烈環境變化有關。該研究成果近日發表于《分子生態資源》。
云南吻孔鲃是一種廣泛分布于我國西南部、緬甸、泰國等地的淡水鯉科魚類。就我國來說，云南吻孔鲃自然分布于云南省瀾滄江等流域、青藏高原的東南部。
此前，徐鵬課題組基于鯉同源染色體序列與近緣二倍體祖先基因組序列的相似性程度，首次成功將異源四倍體鯉基因組拆分為A、B兩個亞基因組，確認了云南吻孔鲃是鯉B亞基因組的祖先近緣種，也就是鯉魚的二倍體祖先。
該研究中，研究人員整合三代測序和Hi-C三維基因組技術，構建了染色體水平的云南吻孔鲃高質量三代基因組圖譜，通過共線性比較發現，云南吻孔鲃與鯉B亞基因組保持較高的基因組共線性關系，但兩基因組間存在結構變異，其或為染色體重排所致。系統演化分析顯示，云南吻孔鲃與鯉異源四倍體形成時間基本一致。
研究結果將鯉異源四倍體起源事件的時空定位為中新世中期的東亞地區，與青藏高原東部隆升事件重合。該時期低溫、干旱、低氧，物種多倍化現象在青藏高原生物中異常頻發，加上鯉科魚類多倍化物種多分布于青藏高原及其周邊地區，提示鯉的物種形成可能和中新世中期青藏高原隆升所驅動的劇烈環境變化有關。
此外，研究人員構建了17474個云南吻孔鲃—鯉直系同源基因集，其中13389個基因集在云南吻孔鲃中僅存在一個拷貝基因，而在鯉中存在兩個拷貝基因，這批基因富集RNA代謝、細胞生長、脂質生物合成等生物功能。研究同時發現，鯉中存在同源基因丟失現象，丟失原因或與基因集的選擇壓力有關，即鯉中單拷貝基因相對于部分同源基因，純化選擇更寬松，進化速率更快，由此積累了更多的有害突變，最終導致其中一個拷貝基因丟失。
研究顯示，167個基因在鯉中受到正選擇，即這些基因有利于物種的適應性演化，而被保留下來，這些基因富集免疫應答、脅迫響應等功能。研究指出，這類在鯉中受到正選擇的基因或為異源四倍體鯉的廣泛環境適應性和雜種優勢提供解釋。（實習生王東麗記者李晨陽）
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