许氏平鲉染色体水平基因组揭示胎生演化的奥秘

许氏平鲉染色体水平基因组揭示胎生演化的奥秘

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许氏平鲉(Sebastes schlegelii)是一种具有胎生(viviparity)繁殖方式的硬骨鱼类:卵在体内受精,并在母体生殖系统内孕育直至产出活仔。与大多数体外产卵的硬骨鱼不同,许氏平鲉经历了体内受精、精子储存和延长的胚胎发育。在我们发表于 Molecular Ecology Resources 的最新研究中,我们展示了许氏平鲉的染色体水平基因组组装,为理解非哺乳类脊椎动物胎生及繁殖适应的遗传机制提供了关键洞见。

主要发现

  • 高质量的基因组组装: 我们利用 PacBio 长读长测序和 Hi-C 支架构建成功组装了许氏平鲉基因组,实现 contig N50 达 3.85 Mb,并将 99.86% 的序列锚定到 24 条染色体上。

  • 精子储存与释放的基因组基础: 通过转录组和 ATAC-seq 分析,我们鉴定了透明带(ZP)蛋白,它们在卵母细胞包膜上滞留精子直至受精的过程中发挥关键作用。此外,我们还发现了星状金属蛋白酶(astacin metalloproteinase)亚家族,它们促进精子释放和胚胎孵化

  • 母体为胚胎发育所做的准备: 分析显示,与血管化、血管形成、神经球蛋白表达和钙敏感受体相关的基因在卵巢中表达,表明许氏平鲉的卵巢壁功能类似哺乳动物子宫,支持胚胎的着床和生长。

  • 胎生演化的洞见: 比较基因组分析显示,许氏平鲉与其卵生近缘物种约在 8490 万年前分歧,为硬骨鱼类胎生的出现提供了演化背景。

本研究的全文可在 Molecular Ecology Resources 在线获取。