近日，国际学术期刊Molecular Biology and Evolution在线刊发了中国科学院海洋研究所刘进贤研究团队关于鱼类快速适应淡水生境的遗传学机制研究最新成果。该研究从基因组层面揭示了鱼类快速适应淡水生境的遗传学基础，强调了固有遗传变异在面临环境变化的种群适应性演化中的重要性，为深入探讨生物复杂性状快速适应性演化的分子机制提供了新的参考。
解析适应性演化的遗传机制是分子生物学领域的关键科学问题。尽管生物表型能够快速演化以响应环境变化，但其在基因组水平的分子机制仍不够明晰。鱼类从海洋迁移到淡水环境的适应过程通常涉及多个高度多基因控制的性状，因此淡水适应的平行演化体系是解析复杂表型适应性演化遗传机制的理想系统。
刘进贤研究团队以短吻新银鱼（Neosalanx brevirostris）的祖先洄游种群及其衍生淡水定居种群为研究对象，采用群体基因组学的研究方法，通过比较两种生态型之间的基因组差异，探讨了鱼类淡水定居种群快速淡水适应这一复杂性状的遗传学机制。研究发现长江水系内不同陆封地理种群之间具有独立的遗传关系，构成了一个平行的独立淡水适应系统。进一步的研究证实快速平行淡水适应遵循复杂的多基因遗传结构，并且在全基因组层面上表现出平行性，其适应过程主要通过选择固有的遗传变异位点来实现。在祖先长江口种群中，适应性遗传变异的频率呈现中等水平，表明该种群已经在波动的河口生境中预先适应了低盐环境，从而显著加快了平行淡水适应发生的速度。在平行淡水适应的过程中，一些适应性相关SNP的等位基因频率发生了较大变化，其中大部分淡水有利等位基因处于固定或接近固定状态。这些适应性SNP关联渗透压调节、免疫调节、运动、代谢等多种生物学相关功能基因，与两种生态型之间涉及多种复杂生理和行为性状的适应性分化多基因结构高度一致。
中国科学院海洋研究所杨昊博士和李玉龙副研究员为论文共同第一作者，邢腾飞特别研究助理参与了本项目研究，上海市水生野生动植物保护研究中心吴建辉、王婷以及太湖渔业管理委员会朱明胜协助开展了样品采集工作，刘进贤研究员为论文通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金项目的资助。
论文信息：
Hao Yang#, Yu-Long Li#, Teng-Fei Xing, Jian-Hui Wu, Ting Wang, Ming-Sheng Zhu, Jin-Xian Liu*. Genome-wide Parallelism Underlies Rapid Freshwater Adaptation Fueled by Standing Genetic Variation in a Wild Fish. Molecular Biology and Evolution, 2025, msaf160, https://doi.org/10.1093/molbev/msaf160
