虾界迎重磅成果!中科院海洋所力压世界顶级科研团队,首次破译对虾基因组

农财宝典
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“尽管国际上竞争很激烈,但是我们第一个成功破译凡纳滨对虾基因组,我们感到相当幸运和高兴。”对于中国成功破译并得到了世界上首个高质量的对虾基因组参考图谱,中国科学院海洋研究所研究员相建海喜悦之情难以言表。

农财宝典记者电话连线中国科学院海洋研究所研究员相建海

十年苦工

实现对虾领域重大突破

据悉,由中国科学院海洋研究所研究员相建海和李富花课题研究组主导,与国内外多家单位共同合作,历时十年成功破译了凡纳滨对虾基因组,获得了世界上首个高质量的对虾基因组参考图谱,研究成果1月21日在Nature子刊《Nature communications》在线发表,为甲壳动物研究及对虾基因组育种和分子改良提供了重要理论支撑。海洋所张晓军、袁剑波、李诗豪、高羿、于洋等青年科研人员为文章的共同第一作者。

文章截图

甲壳动物和昆虫是节肢动物门中的两大门类,已有超过6万种甲壳动物被报导。十足目甲壳动物囊括了大量重要的水产经济物种,如虾、蟹、龙虾等,而凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)作为四大养殖虾类之首,其年产量达416万吨,具有非常重要的经济价值。然而,由于种质资源匮乏,我国对虾养殖单位每年需从国外引进大量亲虾。我国自主的对虾分子遗传育种工作迫在眉睫,但是受限于没有良好的参考基因组,其进展一直相对缓慢。

对虾基因组是世界上公认的高复杂基因组,阻碍了多个国际科研机构的研究步伐。在该研究中,科研人员尝试了从一代到三代的各种测序平台以及各种组装软件,最终完成了凡纳滨对虾的全基因组de novo测序和组装,获得的参考图谱Scaffold N50达到606 Kb。通过分析发现,以1-6碱基为单位多次重复的简单串联序列(SSR)占对虾基因组的23.93%以上,是目前已测基因组物种中含量最高的,这也是对虾基因组高复杂性的根本原因,并推测SSR的爆发与对虾祖先适应性进化过程有关。此外,在对虾基因组上还发现了两大结构特征:大量的物种特异性基因和大量的串联重复基因,可能与对虾科的特异性进化有密切联系。

凡纳滨对虾基因组图谱

为本土选育打下坚实基础

本研究还对22个野生和养殖的凡纳滨对虾个体进行了重测序,获得了大量的SNP分子标记,为对虾的遗传育种工作提供了宝贵的资源。此外,通过选择纯化分析,研究人员还找到了对虾基因组上14个受选择的区域和28个受选择的基因,它们可能与对虾养殖环境适应有关。

对虾基因组的发表为甲壳动物底栖适应和蜕皮等研究提供了重要的理论基础和数据支撑,同时也为对虾基因组育种和分子改良工作提供了重要的基础平台。

“任何一个品种,它的遗传密码对于遗传选育、生长、繁殖等生理需求有着关键的作用。基因组的破译能够让我们对虾类有更多认知上的可能性。通过深入挖掘,转化为成有利于产业发展的技术。”相建海告诉《农财宝典》记者由于甲壳动物在生物进化中跟昆虫类似,破译了对虾的基因图谱,对生物之间的特征,进化中适应性的进化机制有重要的意义。

除此之外,南美白对虾基因组破译也使得本土选育可以从传统的家系选育朝着基因编辑,分子育种等先进选育方式向前迈进一大步,具有划时代的意义。

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