解析雄性长吻鮠基因组：解锁鱼类育种与进化的遗传密码

为解析杂交鲶鱼杂种优势及性别决定机制，研究人员测序组装雄性长吻鮠（Pelteobagrus vachelli）基因组，助力鱼类育种研究。

　　在水产养殖的奇妙世界里，鱼类就如同隐藏着无数秘密的宝藏，等待着科研人员去探索和挖掘。长吻鮠（Pelteobagrus vachelli），作为我国水产养殖业中极具经济价值的明星鱼类，以其生长迅速的特点备受关注。特别是雄性长吻鮠，生长速度比雌性快很多，这一特性让全雄育种成为了极具潜力的市场机遇。同时，长吻鮠与黄颡鱼（Pelteobagrus fulvidraco）杂交产生的杂交黄颡鱼，在生长、存活率、抗病性和运输性等方面都展现出显著优势，已逐渐成为主要的养殖品种。然而，这些杂种优势背后的分子机制却如同迷雾一般，令人难以捉摸。而且，长吻鮠属鱼类生长的性别二态性明显，性别决定机制也亟待深入研究。在此之前，虽然已有一些相关鱼类的基因组被解码，但雄性长吻鮠的基因组信息却十分匮乏。

为了揭开这些谜团，中国水产科学研究院珠江水产研究所的研究人员勇挑重担，开展了一项意义非凡的研究。他们利用 PacBio HiFi 长读长测序和 Hi-C 技术，成功构建出高质量的雄性长吻鮠染色体水平基因组组装。这一成果发表在《Scientific Data》上，为鱼类育种和进化研究打开了新的大门。

研究人员在开展这项研究时，运用了多种关键技术方法。在样本采集方面，从珠江水产研究所选取了成熟雄性长吻鮠，采集其肌肉组织用于后续实验。测序技术上，运用了 PacBio HiFi 长读长测序、Hi-C 测序以及 RNA 短读长测序，获取了大量数据。在数据分析与基因组组装环节，使用 Hifiasm 软件进行基因组组装，通过 Juicer、3D-DNA 等软件辅助搭建染色体框架，还运用多种软件进行重复序列注释和基因预测 。

下面来看看具体的研究结果：

• 基因组测序与组装：研究人员通过对长吻鮠进行基因组测序，得到了高质量的基因组数据。经组装，该基因组大小为 728.88 Mb，99.92% 的序列分布在 26 条染色体上。其中，contig N50 达到 5.60 Mb，scaffold N50 为 28.76 Mb ，BUSCO 评估基因组完整性得分高达 97.45%，表明基因组组装质量极高。
• 重复序列注释：研究发现，重复序列在长吻鮠基因组中约占 38.97%。其中，串联重复序列占 1.99%，简单序列重复（SSRs）占 1.49%。在分散重复序列方面，转座元件（TEs）中 DNA 元件最为常见，占基因组的 15.21%，此外还有长散在核元件（LINEs，占 6.88%）、长末端重复反转录转座子（LTR，占 5.00%）等 。
• 基因预测与功能注释：预测长吻鮠基因组编码 25,121 个蛋白质编码基因，其中 93.46% 的基因获得了功能注释，基因预测的 BUSCO 得分为 96.40%。研究人员利用同源性预测、转录组预测和从头预测三种方法，结合多个数据库比对，较为全面地确定了基因结构和功能 。
• 基因组比较分析：通过与黄颡鱼和乌苏里拟鲿（Pseudobagrus ussuriensis）进行基因组共线性分析，发现长吻鮠与黄颡鱼部分染色体存在重排现象，而与乌苏里拟鲿染色体呈现完美的一一对应关系，这进一步验证了长吻鮠基因组的高质量和准确性 。

综上所述，这项研究成功构建了雄性长吻鮠的高质量染色体水平基因组。该基因组为深入探究长吻鮠杂种优势的遗传机制、性别决定机制提供了关键的遗传信息，对推动长吻鮠和杂交黄颡鱼的杂交育种、全雄育种具有重要意义。同时，也为鲶鱼及相关物种的比较基因组学和进化研究提供了宝贵资源。不过，目前虽然取得了重要进展，但对于杂种优势和性别决定机制的研究还需要进一步深入。未来，科研人员可以基于该基因组，开展更多功能基因组学研究，挖掘更多与经济性状相关的基因，为水产养殖业的可持续发展提供更坚实的理论基础和技术支持。