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【新华网】中国科学家绘制完成草鱼全基因序列图谱
作者: | 2015-05-05 | 浏览量:

  新华网武汉5月4日电(记者 黄艳)草鱼因其食草而得名,但是为什么草鱼通过吃草就能快速生长?《自然·遗传学》杂志4日在线发表了中国科学家绘制出草鱼全基因组序列图谱的科学成果,这一谜题也有了答案。

  中国科学院水生生物研究所、中国科学院国家基因研究中心、中山大学等机构的科学家历时3年,合作完成了世界上第一个草鱼全基因组序列图谱绘制。

  草鱼是世界上水产养殖最多的鱼类之一,占到全世界水产养殖的16%,中国是世界上最大的草鱼养殖国家。

  这项研究的牵头人、中国科学院水生生物研究所研究员汪亚平说,关于草鱼吃草就快速生长的原因,原先科学界推测草鱼能够吸收纤维素,但是通过基因组测序发现,事实并非如此。“草鱼摄食基因发生了适应性改变,控制吃食的节律,让草鱼可以不停地吃,营养积少成多,实现快速生长。”

  汪亚平介绍,这项研究采用鸟枪法测序策略,分别对一尾雌性和一尾雄性草鱼进行了全基因组测序。研究人员先将基因组随机打碎,再来测序,测序完成后再拼接,获得了雌性和雄性草鱼基因组组装序列。

  汪亚平说,雌性草鱼为人工减数分裂雌核发育个体,因其基因组杂合度显著降低,获得了高质量的组装序列;雄性草鱼为野生个体,基因组组装质量明显下降,但为雄性基因组特异片段的挖掘提供了基础数据。最后,基于草鱼多个组织的转录组数据和斑马鱼同源基因信息,在雌性基因组中注释了27263个蛋白编码基因,找出了其中17456个基因在草鱼染色体上的定位。

  通过与现有12种脊椎动物基因组的比较研究发现,草鱼与斑马鱼经历了相似的基因组演化历程,它们共享7227个基因家族,但是草鱼的基因发生了融合。

  汪亚平说,通过分析和检测发现,草鱼的第24号染色体对应于斑马鱼的第10号和第22号染色体,提示草鱼基因组在演化过程中发生了一次染色体融合。科学家们据此推算,这两种鱼类的分道扬镳大约发生在4900万年至5400万年前。

  “国外科学届最关心从全基因组序列图谱中得到相关进化科研结果,全基因序列图谱提供了最重要最基础的平台。与此同时,草鱼全基因序列图谱绘制的完成,还具有非常重大的应用价值。”汪亚平说。

  草鱼作为世界上常规养殖水产,具有成本低、生产快,经济价值高的优点。但是草鱼具有一个致命的缺点是病害多,造成养殖风险大。

  “绘制出全基因序列图谱,有助于从根本上找出抗病性优良品种。”汪亚平说,可以利用基因编辑或者分子选育技术,大大缩短优良品种选育的时间。

  此外,对人类疾病研究还有重要的科学价值。草鱼不仅有细菌性疾病,还有病毒性疾病,这也是人类很重要的疾病类型。

  汪亚平说:“有了全部的遗传学背景,草鱼可以作为人类的替代品来做科学研究,成为研究病毒性疾病的模型。”

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