作者:张晴丹 来源:中国科学报 发布时间:2019/1/8 10:05:41
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解开花鲈的基因密码

 花鲈基因家族分析   陈松林供图

■本报记者 张晴丹

“破译鱼类基因组序列,完成其基因组精细图谱的绘制意义重大,可以为开展鱼类重要经济性状的遗传解析、基因组选择育种以及良种培育提供基因组资源和技术支撑,使鱼类遗传育种研究进入一个全新的阶段。”中国水产科学研究院黄海水产研究所(以下简称黄海所)研究员陈松林在接受《中国科学报》采访时表示。

近日,在继半滑舌鳎和褐牙鲆的全基因组精细图谱完成之后,陈松林带领团队联合青岛华大基因研究院,首次完成了花鲈全基因组测序和精细图谱绘制,研究论文发表于国际重要刊物GigaScience。

花鲈养殖业遭遇瓶颈

花鲈又被称为鲈鱼、七星鲈、花寨,主要分布于渤海至南海的近岸水域以及通海的江河水域,具有生长较快、适应性广、味道鲜美等特点。

陈松林介绍,花鲈是我国重要的海水养殖鱼类,也是可以作为淡水驯化养殖的重要鱼类,具有很高的经济价值。近年来,我国花鲈养殖业发展迅猛,目前年产量达13万吨,已成为我国海水鱼类养殖主导品种之一。

不过,随之逐渐出现一些问题,如种质退化、生长变缓、养殖周期长、病害发生日益严重、养殖成活率下降等,制约花鲈养殖业的可持续发展。

过去18年来,国内一些科技工作者对花鲈开展了一系列研究,如花鲈繁育和苗种培育、遗传多样性鉴定、种质冷冻保存、重要性状相关基因克隆、细胞系建立、家系建立等,并取得一些重要进展。

例如,黄海所的科研团队从2004年开始建立花鲈精子、胚胎冷冻保存技术和精子库,构建花鲈胚胎干细胞和组织细胞系6个,而且发掘了花鲈多态性微卫星标记,克隆了花鲈生长相关Myf5基因和生长抑素MSTN等基因,并分析这些基因的表达模式。

但是,这些进展依然满足不了培育花鲈速生抗病优良品种的需求。

陈松林表示,开展花鲈育种研究,特别是采用基因组选择育种技术来进行花鲈抗病速生良种培育研究已经成为重要研究方向,也是现在养殖鱼类中遗传育种研究的发展趋势。因此,亟须破译花鲈基因组序列,发掘高产抗病抗逆等重要性状调控的关键基因。

前沿技术解开基因密码

在青岛海洋科学与技术试点国家实验室科技创新计划和鳌山人才培养计划项目的支持下,陈松林团队开始着手花鲈基因组研究。

他们采用新一代测序技术和HI-C三维基因组技术,构建了染色体水平的花鲈基因组图谱;揭示花鲈基因组大小为668Mb,重复序列为132Mb,注释基因为22015个。

进化分析表明,花鲈与欧洲鲈鱼关系最近,大概在87Mya开始分化,并且二者染色体之间呈现较好的共线性。通过比较基因组学分析,筛选到125个花鲈特异基因家族,可能与花鲈自身的特征密切相关。

“破译花鲈全基因组结构,可帮助深入理解花鲈的生命过程和进化特征,也为今后解析花鲈重要经济性状,比如生长、抗病抗逆、性别、免疫等性状的形成机制,建立基因组育种技术奠定了重要基础。”陈松林说。

多年来,陈松林一直耕耘在鱼类基因组研究的路上。2014年、2016年,陈松林带领团队相继完成首个半滑舌鳎全基因组精细图谱、褐牙鲆全基因组精细图谱的绘制。今后他们还会继续绘制更多的鱼类基因组精细图谱。

“我们团队的主要任务就是尽可能多的破译海水养殖鱼类的基因组序列,绘制尽可能多的海水养殖鱼类基因组精细图谱,为国内外科研工作者开展海水鱼类重要性状的遗传解析和基因组育种研究提供基因资源和技术手段,帮助推动鱼类遗传改良和新品种培育的科研进程。”陈松林说。

相关论文信息:DOI:10.1093/gigascience/giy114

《中国科学报》 (2019-01-08 第5版 农业科技)
 
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