體型小而表型性狀多 新研究揭示暹羅鬥魚馴化史
暹羅鬥魚是風靡全球的一種小型觀賞魚,最早在1000年前左右被人類馴化。長期以來,暹羅鬥魚都因其多種多樣的體(ti) 色、體(ti) 型而備受人們(men) 的關(guan) 注。
南昌大學生命科學學院洪一江教授團隊主要圍繞暹羅鬥魚展開研究,開展群體(ti) 遺傳(chuan) 學與(yu) 全基因組關(guan) 聯分析,很大程度上闡明了暹羅鬥魚複雜的馴化曆史和表型多樣性的遺傳(chuan) 基礎。
近日,相關(guan) 研究論文發表在刊物《科學進展》上。
構建高質量染色體(ti) 水平基因組
作為(wei) 一種小型觀賞魚,暹羅鬥魚擁有眾(zhong) 多的表型性狀。何種類型的分子突變,作用在哪些基因上從(cong) 而導致暹羅鬥魚形成這些表型性狀?這一過程的分子調控機製是什麽(me) ?
要研究決(jue) 定暹羅鬥魚表型的基因,首先必須要有高質量的參考基因組。研究團隊是如何對鬥魚的基因進行測序的?
據悉,洪一江及其團隊采用了多種測序策略與(yu) 輔助組裝工作,構建了暹羅鬥魚高質量染色體(ti) 水平基因組,最終組裝的基因組大小達451.29Mb。
在獲得暹羅鬥魚高質量的參考基因組之後,團隊青年教師張萬(wan) 昌與(yu) 泰國研究人員合作,收集了700多條代表不同表型的個(ge) 體(ti) ,提取了每一條魚的DNA,並利用Illumina平台開展重測序工作,獲得了每個(ge) 個(ge) 體(ti) 的大量測序結果。
這些測序結果都被定位到了暹羅鬥魚的參考基因組上,通過對700多個(ge) 個(ge) 體(ti) 的測算,獲得了總共約2000萬(wan) 個(ge) 變異位點。
為(wei) 篩選相關(guan) 靶點藥物提供良好研究模型
“我們(men) 對暹羅鬥魚的研究為(wei) 進一步挖掘相關(guan) 功能基因提供了天然的研究模型,在遺傳(chuan) 學、基因組學、發育生物學和神經生物學等學科領域均具有一定的價(jia) 值。”洪一江表示,“暹羅鬥魚經過曆史上多年以來的馴化和選育,已經形成了諸多種類的表型變異。”暹羅鬥魚豐(feng) 富而多樣的品種,為(wei) 研究脊椎動物形態學發生提供了天然的研究材料。
暹羅鬥魚基因組大小在各種常見物種中較小,約為(wei) 斑馬魚的1/4、小鼠的1/7。暹羅鬥魚較小的基因組,使得暹羅鬥魚成為(wei) 了一種較為(wei) 理想的研究物種。相對於(yu) 其他研究物種,其遺傳(chuan) 學研究和分子克隆的相關(guan) 成本都比較低。
此外,暹羅鬥魚最顯著的特征就是善於(yu) 進行打鬥。暹羅鬥魚的打鬥通常包含了前期恐嚇、相互接近、奮力搏鬥和落敗一方逃離等具體(ti) 過程。由於(yu) 打鬥的複雜性,對打鬥這一行為(wei) 的研究涉及遺傳(chuan) 學、神經生物學、內(nei) 分泌學、組織生理學等多學科的許多複雜性狀。
“從(cong) 我們(men) 的初步研究結果來看,在專(zhuan) 門用於(yu) 打鬥的搏擊鬥魚中,某些涉及神經係統調控的基因受到了強烈的選擇。”洪一江表示,“我們(men) 還發現,部分受選擇的基因在小鼠和人類研究中和精神疾病如精神分裂症、雙向性格障礙、易怒等疾病密切相關(guan) 。這為(wei) 將來研究這些疾病,並進一步篩選相關(guan) 靶點藥物提供了很好的研究模型。”(魏依晨)
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