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《中国科学院海洋研究所发表脉红螺高质量染色体水平参考基因组》

  • 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：2023-08-28

  • 近日，中国科学院海洋研究所在贝类基因组学研究方面取得新进展，发布了我国重要经济贝类——脉红螺的高质量染色体水平参考基因组，相关研究成果发表在国际数据集期刊Scientific Data（Q1，IF=9.8）。

    脉红螺俗称“海螺”，在我国渤海、黄海和东海均有分布，是我国北方海洋牧场实现资源自我恢复的典型代表，已成为北方海洋牧场的重要经济物种。目前，我国脉红螺的供应绝大部分依赖采捕野生资源，但由于近年来脉红螺价格不断提高，采捕强度越来越大，野生资源存在衰退风险。从上世纪90年代开始，我国开始尝试进行脉红螺人工育苗，但出苗效率极低，远未实现产业化规模，严重影响了脉红螺增养殖业的发展。

    中国科学院海洋研究所经过多年技术攻关，解决了亲螺性腺促熟、幼虫高效稳定培育、高效采苗和苗种规模化高效中间培育等关键技术，建立了比较完善的脉红螺规模化高效苗种繁育技术，初步实现了脉红螺苗种规模化高效培养和产业化。

    此次，团队通过Illumina短读序、PacBio长读序以及Hi-C技术对脉红螺基因组进行了深度测序，得到了高质量的染色体水平参考基因组。该基因组具有较高的杂合度（1.41%）和重复序列比例（57.72%），是较为复杂的水生动物基因组之一。组装完成的基因组大小为2.30Gb，scaffold N50长度为64.63Mb，包含35条染色体，编码29,649条蛋白序列。该基因组的发布将有助于脉红螺性状解析和良种选育工作，为产业发展提供重要支撑。

    中国科学院海洋研究所副研究员宋浩、硕士生李卓卿、博士后杨美洁、博士生石璞为论文的第一作者，张涛研究员为论文通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金、国家贝类产业技术体系、中国科协青年托举人才工程、中国科学院青年创新促进会等项目资助。

    【论文链接】Hao Song#, Zhuoqing Li#, Meijie Yang#, Pu Shi#, Zhenglin Yu, Zhi Hu, Cong Zhou, Pengpeng Hu & Tao Zhang*, 2023. Chromosome-level genome assembly of the caenogastropod snail Rapana venosa. Scientific Data, 10: 539. DOI: https://doi.org/10.1038/s41597-023-02459-7.

  • 原文来源：http://www.qdio.cas.cn/2019Ver/News/kyjz/202308/t20230822_6865086.html
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    • 近日，藻类学期刊Algal Research刊发中国科学院海洋研究所在硅藻基因组学研究方面的最新成果。该研究成功构建了中肋骨条藻（Skeletonema costatum）高质量染色体水平参考基因组，这是在成功构建海洋优势浮游植物玛氏骨条藻（Skeletonema marinoi）和热带骨条藻（Skeletonema tropicum）染色体水平基因组后完成的第三个骨条藻属物种的参考基因组。 骨条藻属（Skeletonema）是在全球近岸海域广泛分布的广温广盐性浮游硅藻，是海洋生态系统中的重要初级生产者。该硅藻属具有较高的物种多样性，然而早期基于形态的研究未能准确区分和鉴定骨条藻属物种，导致很长时间几乎全部骨条藻物种被认为是中肋骨条藻。文献中报道的中肋骨条藻是广温广盐的典型代表种类，在全球近岸海域广泛分布，是中国沿海主要的赤潮物种之一。1933年首次在我国海域发现中肋骨条藻赤潮，至2009年共记录到142次，累积面积逾26,350 km2。根据中国海洋灾害公报，我国海域几乎每年都暴发中肋骨条藻赤潮，破坏生态系统稳定性，给水产养殖业带来巨大经济损失。 2005年,意大利科学家Diana Sarno等利用骨条藻物种的形态和分子序列差异，明确描述了骨条藻属的8种骨条藻物种。近年，我国学者对我国海域骨条藻进行详细区分，报道了5个骨条藻物种。然而，目前中肋骨条藻只有基因组草图发表，染色体水平的基因组还未构建，阻碍了相关研究的顺利开展。 中肋骨条藻染色体水平基因组的构建综合采用了Illumina测序、PacBio测序和Hi-C辅助基因组组装技术。中肋骨条藻基因组为136.49 Mb，包括23条染色体，contig N50和scaffold N50长度分别为302 Kb和6.19 Mb，具有较高的组装质量。三代组装结果和基因注释结果的BUSCO评估得分均在91%以上，表明中肋骨条藻基因组比较完整。中肋骨条藻基因组共注释了28,321蛋白编码基因，其中86.03 %的基因可以注释到功能。共线性分析发现，中肋骨条藻、玛氏骨条藻和热带骨条藻的绝大部分染色体具有一一对应关系。中肋骨条藻基因组比其他骨条藻大，主要是由于其重复序列含量较高和编码蛋白基因数量较多。中肋骨条藻在22.6 Mya与玛氏骨条藻和热带骨条藻的姐妹枝分化。三个骨条藻高质量基因组参考序列作为重要的基因组资源，对于解析硅藻同属内不同物种独特的地理分布格局等研究具有重要意义。 本项目由中国科学院海洋生态与环境科学重点实验室陈楠生团队完成，特别研究助理刘淑雅为第一作者，陈楠生和刘淑雅为共同通讯作者。本研究得到了中国科学院战略性先导科技专项和国家自然科学基金项目等项目资助。 相关论文： Shuya Liu*, Nansheng Chen*. Chromosome-level genome assembly of the cosmopolitan diatom?Skeletonema costatum?provides insights into ecological adaptation. Algal Research, 84, 103761 (2024). https://doi.org/10.1016/j.algal.2024.103761. Shuya Liu, Nansheng Chen*. Chromosome-level genome assembly of marine diatom Skeletonema tropicum. Scientific Data. 11:403 (2024). https://doi.org/10.1038/s41597-024-03238-8. Shuya Liu, Qing Xu, Nansheng Chen*. Expansion of photoreception-related gene families may drive ecological adaptation of the dominant diatom species Skeletonema marinoi. Science of the Total Environment. 897 165384 (2023). http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.165384
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