染色体水平岩石虾虎鱼基因组揭示潮间带适应机制

《Scientific Data》:Highly contiguous chromosome-level assembly of the rock goby (Gobius paganellus) genome

【字体: 时间:2026年01月31日 来源:Scientific Data 6.9

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  本研究针对地中海虾虎鱼类基因组资源匮乏的问题,开展了岩石虾虎鱼(Gobius paganellus)染色体级别基因组组装工作。通过PacBio HiFi和Hi-C测序技术,获得813 Mb的高质量基因组( Scaffold N50达36.4 Mb),BUSCO完整度达98.8%,成功注释23,493个蛋白编码基因。该基因组为海洋鱼类环境适应性进化研究提供了关键资源。

  
在波澜起伏的潮间带世界,岩石虾虎鱼(Gobius paganellus)如同一位真正的生存大师。这种广泛分布于东北大西洋和地中海岩石潮间带及亚潮带的小型鱼类,每日需要应对水温、盐度和含氧量的剧烈波动。尽管虾虎鱼家族(Gobiidae)是海洋鱼类中物种最丰富的家族,在沿海生态系统中扮演着关键角色,但地中海区域的虾虎鱼类基因组资源却严重缺乏。这种知识空白限制了我们从分子层面理解它们如何适应极端环境变化的能力。
为了填补这一空白,研究团队对岩石虾虎鱼展开了染色体级别的基因组测序工作。这项发表于《Scientific Data》的研究,通过结合PacBio HiFi长读长测序和Hi-C染色体构象捕获技术,成功构建了高质量的参考基因组,为后续种群基因组学和比较基因组学研究奠定了坚实基础。
关键技术方法主要包括:采用PacBio HiFi测序技术获得高质量长读长序列,结合Hi-C技术进行染色体层级组装。样本源自自然环境的岩石虾虎鱼个体,通过生物信息学分析完成基因组注释和完整性评估。
基因组特征分析结果显示:
  • 基因组规模与质量:最终组装基因组大小为813 Mb,超过99.9%的序列成功锚定到23条伪染色体上,支架N50达到36.4 Mb, contig N50为20.3 Mb。
  • 完整性评估:BUSCO(Benchmarking Universal Single-Copy Orthologs)评估显示基因组完整度高达98.8%,表明组装质量优异。
  • 重复序列与基因注释:研究人员系统分析了基因组的重复序列组成,并成功鉴定出23,493个蛋白编码基因,其中超过96%的基因与已知蛋白质存在同源性。
研究结论与讨论部分强调,这一高质量基因组组装不仅为岩石虾虎鱼的种群基因组学研究提供了关键资源,更重要的是为开展虾虎鱼类乃至更广泛的硬骨鱼类(teleosts)比较基因组分析创造了条件。该基因组将有助于深入解析海洋鱼类对环境适应的分子机制,特别是潮间带生物应对剧烈环境变化的生理韧性。研究人员指出,这一资源有望推动海洋生物适应性进化研究进入新的阶段。
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