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云南吻孔鲃 課題組供圖

近日，廈門大學(xué)徐鵬課題組完成了鯉二倍體祖先云南吻孔鲃高質(zhì)量三代基因組圖譜繪制。研究顯示，鯉的物種形成或與中新世中期青藏高原隆升驅(qū)動(dòng)的劇烈環(huán)境變化有關(guān)。該研究成果近日發(fā)表于《分子生態(tài)資源》。

云南吻孔鲃是一種廣泛分布于我國(guó)西南部、緬甸、泰國(guó)等地的淡水鯉科魚類。就我國(guó)來(lái)說(shuō)，云南吻孔鲃自然分布于云南省瀾滄江等流域、青藏高原的東南部。

此前，徐鵬課題組基于鯉同源染色體序列與近緣二倍體祖先基因組序列的相似性程度，首次成功將異源四倍體鯉基因組拆分為A、B兩個(gè)亞基因組，確認(rèn)了云南吻孔鲃是鯉B亞基因組的祖先近緣種，也就是鯉魚的二倍體祖先。

該研究中，研究人員整合三代測(cè)序和Hi-C三維基因組技術(shù)，構(gòu)建了染色體水平的云南吻孔鲃高質(zhì)量三代基因組圖譜，通過(guò)共線性比較發(fā)現(xiàn)，云南吻孔鲃與鯉B亞基因組保持較高的基因組共線性關(guān)系，但兩基因組間存在結(jié)構(gòu)變異，其或?yàn)槿旧w重排所致。系統(tǒng)演化分析顯示，云南吻孔鲃與鯉異源四倍體形成時(shí)間基本一致。

研究結(jié)果將鯉異源四倍體起源事件的時(shí)空定位為中新世中期的東亞地區(qū)，與青藏高原東部隆升事件重合。該時(shí)期低溫、干旱、低氧，物種多倍化現(xiàn)象在青藏高原生物中異常頻發(fā)，加上鯉科魚類多倍化物種多分布于青藏高原及其周邊地區(qū)，提示鯉的物種形成可能和中新世中期青藏高原隆升所驅(qū)動(dòng)的劇烈環(huán)境變化有關(guān)。

此外，研究人員構(gòu)建了17474個(gè)云南吻孔鲃—鯉直系同源基因集，其中13389個(gè)基因集在云南吻孔鲃中僅存在一個(gè)拷貝基因，而在鯉中存在兩個(gè)拷貝基因，這批基因富集RNA代謝、細(xì)胞生長(zhǎng)、脂質(zhì)生物合成等生物功能。研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)，鯉中存在同源基因丟失現(xiàn)象，丟失原因或與基因集的選擇壓力有關(guān)，即鯉中單拷貝基因相對(duì)于部分同源基因，純化選擇更寬松，進(jìn)化速率更快，由此積累了更多的有害突變，最終導(dǎo)致其中一個(gè)拷貝基因丟失。

研究顯示，167個(gè)基因在鯉中受到正選擇，即這些基因有利于物種的適應(yīng)性演化，而被保留下來(lái)，這些基因富集免疫應(yīng)答、脅迫響應(yīng)等功能。研究指出，這類在鯉中受到正選擇的基因或?yàn)楫愒此谋扼w鯉的廣泛環(huán)境適應(yīng)性和雜種優(yōu)勢(shì)提供解釋。（實(shí)習(xí)生王東麗記者李晨陽(yáng)）