科学家揭示珊瑚礁鱼类粒突箱鲀适应性演化机制

作者：朱汉斌 王月 来源：中国科学报

近日，南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）魏辅文院士团队研究利用三代HiFi结合Hi-C测序技术，首次获得了箱鲀科鱼类的染色体级别基因组，并探讨箱鲀骨板和箱鲀毒素这两个箱鲀科鱼类极具特色的防御性状的演化机制。相关研究成果在线发表于Frontiers in Marine Science。

鲀形目鱼类大部分生活在热带珊瑚礁等复杂海洋环境中，是维持珊瑚礁生态系统稳定的重要功能类群，各自占有不同的生态位且形成不同的反捕食防御策略，所有这些特征使得鲀形目鱼类成为最适合作为物种适应性演化研究范式的物种类群之一。其中，六棱箱鲀科和箱鲀科鱼类不仅皮肤粘液腺可以分泌箱鲀毒素，还演化形成覆盖全身的盒装骨板以增强防御。但由于缺乏参考基因组，限制了箱鲀防御性状适应性演化机制的系统研究。

研究人员通过三代HiFi结合Hi-C测序技术，组装了粒突箱鲀的染色体级别基因组，基因组大小为867.50 Mb，组装的基因组仅包含545个scaffolds，Scaffold N50为34.86 Mb，挂载到25条染色体，这是目前基因组组装质量最高的鱼类之一。此外，基于粒突箱鲀的染色体级别基因组，研究人员利用基因组学和转录组学分析方法，筛选到与箱鲀骨板演化和与箱鲀毒素分泌相关基因，这些关键基因编码区序列和表达模式的改变很可能促进箱鲀科鱼类的骨板和毒素的形成与演化。

该研究组装了粒突箱鲀染色体级别基因组，为鲀形目鱼类生态学和演化生物学研究提供高质量参考基因组；探讨了与箱鲀科鱼类的骨板和毒素分泌性状相关的演化机制，具有重要的理论价值。

上述研究由“十四五”国家重点研发计划、国家自然科学基金、广东省科技厅“珠江人才计划”、南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）人才启动项目等科研项目联合资助。

相关论文信息：https://doi.org/10.3389/fmars.2023.1170704

粒突箱鲀基因组共线性分析结果图。研究团队 供图

粒突箱鲀基因组注释结果。研究团队 供图

粒突箱鲀系统发育关系与扩张基因家族分析。研究团队 供图

粒突箱鲀基因组中与骨板演化和箱鲀毒素分泌相关的基因。研究团队 供图