拉氏狼牙虾虎鱼染色体水平基因组组装及洞穴适应机制解析

摘要

研究利用多平台测序数据,对近盲虾虎鱼亚科物种拉氏狼牙虾虎鱼(Odontamblyopus lacepedii)开展了染色体水平基因组组装与注释,并结合比较基因组学分析,探讨了近盲虾虎鱼亚科的系统发育关系及其适应潮间带穴居生活的分子机制。结果表明:拉氏狼牙虾虎鱼基因组大小为963.28 Mb,序列被成功锚定至23条染色体上,共注释到23558个蛋白质编码基因。系统发育分析表明,近盲虾虎鱼亚科鱼类并未形成独立单系类群,而是嵌套于背眼虾虎鱼亚科(Oxudercinae)内部,从而与其共同构成并系关系,支持了近盲虾虎鱼亚科与背眼虾虎鱼亚科合并为一个科的分类学观点。与四个背眼虾虎鱼亚科物种及其他7个外群物种相比,在近盲虾虎鱼亚科谱系中共鉴定出了24个扩张基因家族、243个收缩基因家族及163个正选择基因。这些扩张和正选择基因主要富集在嗅觉感知、血管生成及脂质/碳水化合物代谢等相关信号通路,可能与其适应黑暗、缺氧及营养匮乏的泥滩洞穴生活相关。此外,还鉴定到了552个放松选择基因,其中相当部分与视觉、色素沉着及昼夜节律相关,提示可能与近盲虾虎鱼类视觉退化、体色弱化及昼夜节律丧失等退化性状形成密切相关。本研究为深入理解近盲虾虎鱼及其他潮间带穴居鱼类环境适应及关键性状演化机制提供了新见解。

关键词

基因组组装 / 比较基因组学 / 洞穴适应 / 拉氏狼牙虾虎鱼