香港胡子鲶（Clarias fuscus）染色体水平基因组组装与注释的重大突破：为鱼类遗传研究与育种开启新篇

为解决香港胡子鲶（Clarias fuscus）性别决定机制研究受限等问题，研究人员开展其基因组相关研究。通过多种测序技术，构建高质量染色体水平基因组，预测众多蛋白编码基因。这为其遗传育种及功能基因组学研究提供有力支撑。

　　在神秘的水生生物世界里，鲶鱼家族可是个不容小觑的存在。鲶形目（Siluriformes）鱼类种类繁多，约占所有硬骨鱼的 12% ，它们分布广泛，凭借高繁殖力、强抗逆性等优势，在水产养殖中占据重要地位。其中，胡子鲶科（Clariidae）鱼类更是凭借辅助呼吸器官，能在低氧环境中生存，在亚洲和非洲的水产养殖中发挥着关键作用。

香港胡子鲶（Clarias fuscus）作为我国胡子鲶科的本土物种，因其适应性强、肉质鲜美、营养丰富，推动了华南地区大规模水产养殖业的发展。而且，它还存在明显的性生长二态性，雄性生长速度快于雌性，使得全雄养殖更具经济效益。然而，想要实现全雄养殖，深入了解其性别决定机制至关重要。

尽管此前的研究取得了一定成果，如利用 RAD 测序确定了其 XX/XY¹⁰性别决定系统，通过全基因组组装发现了特定的性别决定区域，但现有的雄性基因组在研究性别决定机制方面存在诸多不足。比如，X 和 Y 染色体序列组装可能混淆，性染色体结构比较分析困难，基因组组装存在大量缺口（平均每 100 kb 有 20.54 个 Ns），还存在结构注释信息缺失或错误等问题。因此，构建更优质的基因组成为解开香港胡子鲶性别决定之谜、推动其遗传育种发展的关键。

广东海洋大学等机构的研究人员勇挑重担，决心攻克这一难题。他们成功构建了雌性香港胡子鲶的高质量染色体水平基因组，这一成果意义非凡，为后续的分子育种和功能基因组学研究提供了重要基础，相关研究成果发表在《Scientific Data》上。

研究人员在此次研究中运用了多种关键技术。首先，从广西水产引育种中心采集健康成年雌性香港胡子鲶样本，提取肌肉组织 DNA 和多组织 RNA。接着，使用 MGI 短读长测序技术、PacBio HiFi 长读长测序技术和 Hi-C 测序技术进行测序。通过基因组 survey 评估基因组特征，利用 Hifiasm 算法和 Purge Haplotigs 软件进行初步基因组组装，借助 Hi-C 数据完成染色体锚定，最后综合多种预测方法进行基因组注释。

下面来看看具体的研究结果：

1. 基因组组装：最终组装的基因组大小为 982.84 Mb，contig N50 达到 36.16 Mb，scaffold N50 为 37.66 Mb，99.60% 的序列成功锚定到 28 条假染色体上。与之前的雄性基因组相比，新组装的基因组连续性和完整性显著提高，缺口数量大幅减少，平均每 100 kb 仅有 0.28 个 Ns。
2. 基因组注释：研究人员综合运用从头预测、基于同源性的预测和转录组辅助预测等方法，共预测出 24,849 个蛋白编码基因，功能注释率达 97.3%。此外，还对重复序列、非编码 RNA 等进行了全面注释。
3. 染色体同源分析：以雌性基因组为参考，对雌雄基因组进行全基因组比对。结果显示，两者有 257 个同源区域，累计大小达 929.18 Mb，相似度高达 94.54% ，同时也发现了一些结构变异，如重复、易位和倒位。在性染色体相关分析中，对之前确定的性别决定区域内的基因组注释差异进行了量化分析。

综合上述研究，此次研究成果意义重大。高质量的染色体水平基因组组装和注释，极大地丰富了香港胡子鲶的基因组资源。这不仅有助于深入探究其性别决定机制，精准定位性别决定基因，还为实现全雄育种提供了关键的理论依据。同时，为后续开展功能基因组学研究，挖掘与生长、抗逆等重要经济性状相关的基因奠定了坚实基础，有力推动了香港胡子鲶遗传育种工作的发展，有望助力水产养殖业实现新的突破，培育出更具优良性状的品种，提高养殖效益和产业竞争力。