《海洋所成功破译南美白对虾基因组》

  • 来源专题:生物科技领域知识集成服务
  • 编译者: 陈方
  • 发布时间:2020-04-08
  • 中国科学院海洋研究所研究员相建海和李富花研究组主导,与国内外多家单位共同合作,历时十年成功破译了凡纳滨对虾基因组,获得了世界上首个高质量的对虾基因组参考图谱,研究成果在线发表于2019年1月21日《自然-通讯》,为甲壳动物研究及对虾基因组育种和分子改良提供了重要理论支撑。
    凡纳滨对虾作为四大养殖虾类之首,其年产量达416万吨,具有非常重要的经济价值。然而,由于种质资源匮乏,我国对虾养殖单位每年需从国外引进大量亲虾。我国自主的对虾分子遗传育种工作迫在眉睫,但是受限于没有良好的参考基因组,其进展一直相对缓慢。
    对虾基因组是世界上公认的高复杂基因组,阻碍了多个国际科研机构的研究步伐。在该研究中,科研人员尝试了从一代到三代的各种测序平台以及各种组装软件,最终完成了凡纳滨对虾的全基因组de novo测序和组装,获得的参考图谱Scaffold N50达到606Kb。通过分析发现,以1-6碱基为单位多次重复的简单串联序列(SSR)占对虾基因组的23.93%以上,是目前已测基因组物种中含量最高的,推测SSR的爆发与对虾祖先适应性进化过程有关。在对虾基因组上还发现了两大结构特征:大量的物种特异性基因和大量的串联重复基因,可能与对虾科的特异性进化有密切联系。据介绍,本研究还对22个野生和养殖的凡纳滨对虾个体进行了重测序,获得了大量的SNP分子标记,为对虾的遗传育种工作提供了宝贵的资源。

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  • 《中国科学院海洋研究所破译首个深海甲壳动物(深海水虱)基因组》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2022-06-24
    • 近日,中国科学院海洋研究所李富花研究员课题组和李新正研究员课题组合作破译了国际上首个深海甲壳动物——深海水虱(Bathynomus jamesi)的基因组,并揭示了深海水虱体型巨大化和深海寡营养环境适应的独特分子遗传机制。 此研究是继深海软体动物和深海管虫等深海物种之后,首次报导深海甲壳动物基因组,为揭示甲壳动物独特的深海环境适应性进化和遗传机制提供了重要分子证据。相关研究成果 “Genome of a giant isopod, Bathynomus jamesi, provides insights into body size evolution and adaptation to deep-sea environment”发表在生物学Top期刊BMC Biology上。 等足类是甲壳动物中少有的既包含水生、半陆生和完全陆生物种,包含深海和浅海物种的类群。不同生态位的类群在体型上存在巨大差异,其中,深海等足类呈现出体型巨大化现象。理论上讲,深海环境极其恶劣,其寡营养环境不利于巨型生物的生存,因其需要更多的绝对能量。深海水虱是深海巨型等足类的代表性物种,它们因保持世界上最长的绝食时间记录(5年以上)而广受关注。深海水虱基因组的破译为揭示巨型甲壳动物适应深海寡营养环境的独特分子机制提供了重要基础。 研究人员首先完成了深海水虱基因组的测序和组装,构建了高质量的基因组图谱,其基因组组装大小达5.89 Gb,是目前已测序甲壳动物中基因组最大的物种。研究发现其基因组中转座元件的含量高达84%,是引起基因组扩张的重要原因。通过比较基因组学分析,研究人员发现深海水虱基因组内多条生长相关信号通路上的基因发生了显著扩张,包括两条激素信号通路(thyroid and insulin hormone signaling),mTOR信号通路和Hippo 信号通路,说明深海水虱体型巨大化的形成可能与其强化的生长相关信号通路密切相关。 深海水虱拥有一个被填满食物的巨大的胃,占身体体积的2/3,还具有发达的用于存储有机物质的组织——脂质体。为了解析深海水虱营养高效利用机制,研究人员对深海水虱不同组织进行了转录组测序和分析,结果发现大量糖代谢和膜泡运输相关的基因家族在深海水虱基因组上发生了显著扩张,且特异性地在胃和肠道中高表达,提示其可能与能量的高效利用相关。此外,研究人员发现脂质体内脂质的积累主要得益于其较低的脂质代谢效率,而非高效的脂质合成能力。 中国科学院海洋所袁剑波副研究员、张晓军研究员和寇琦副研究员为文章共同第一作者,李富花研究员、李新正研究员和相建海研究员为文章通讯作者。研究得到国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目资助。 论文链接: https://bmcbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12915-022-01302-6
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    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2018-08-22
    • 近日,中国科学院海洋研究所沙忠利研究团队在十足目对虾总科高级阶元分类与系统演化研究领域取得重要进展,相关研究成果在线发表于动物学领域期刊Zoologica Scripta上(JCR 1区,Top10)。   对虾类是最具经济价值的虾类,也是十足目种类最丰富、与人类关系最密切的类群之一。对虾类在分类学上属于十足目、对虾总科,共包括须虾科、对虾科、管鞭虾科、单肢虾科和深对虾科5科,其中深对虾科和须虾科物种多栖息于深海,其他科物种则栖息于浅海,其生境多样性致使该类群的物种分化和多样性程度很高。尽管在经济生产和生态系统中占据重要地位,但对虾总科内的起源及系统发育关系一直存在争议。   沙忠利研究团队及合作者从线粒体基因组水平开展了十足目对虾总科高级阶元的分子系统演化研究,构建了高准确度的系统发育树,澄清了存在争议阶元的分类地位与亲缘关系,结合形态学证据对对虾总科高级阶元的分类系统进行了重新修订;确定了深海种类在系统树上的位置,明确了深对虾科、须虾科深海种类起源于浅水祖先,大约在三叠纪早期入侵到深海环境。本研究首次从线粒体基因组层面对对虾类高级阶元进行了较为全面和系统的分析,为该重要经济类群系统演化关系研究和分类系统的划分界定提供了分子支持。   本研究得到了中国科学院前沿科学重点研究计划、“科学”号高端用户项目、中国科学院海洋先导专项等项目的资助,程娇副研究员为论文第一作者,沙忠利研究员为通讯作者。   论文引用:   Jiao Cheng, Tin-Yam Chan, Nan Zhang, Song Sun, Zhong-li Sha*. Mitochondrial phylogenomics reveals insights into taxonomy and evolution of Penaeoidea (Crustacea: Decapoda). Zoologica Scripta, 2018, 47:582–594.   论文连接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/zsc.12298