染色体水平基因组组装揭示星斑裸颊鲷的遗传奥秘

为助力星斑裸颊鲷（Lethrinus nebulosus）可持续管理，研究人员完成其高质量基因组组装，意义重大。

　　

探秘星斑裸颊鲷的基因组：解锁海洋渔业可持续发展新密码

在广袤无垠的海洋中，星斑裸颊鲷（Lethrinus nebulosus）如同一位神秘的 “海洋精灵”，穿梭于热带海域的珊瑚礁间。它可不是普通的小鱼，在整个印度 - 西太平洋地区，星斑裸颊鲷有着极高的经济价值，无论是商业捕捞，还是休闲垂钓，它都是人们眼中的 “香饽饽”，同时，它在当地文化中也占据着重要地位。

在澳大利亚，星斑裸颊鲷更是备受关注。从西南部的珀斯，到北部，再到东部的悉尼，沿着澳大利亚的海岸线分布着多个星斑裸颊鲷种群。在西澳大利亚的宁加卢海洋公园，它是最受垂钓者欢迎的鱼类之一；在加斯科因海岸生物区，它还是休闲渔业的指示物种，人们通过监测它的种群状况，来推断其他类似物种的情况。

然而，这位 “海洋精灵” 正面临着诸多挑战。尽管星斑裸颊鲷的种群数量庞大且相互连通，拥有较高的遗传多样性和恢复能力，但在气候变化的大背景下，一切都变得不确定起来。环境条件的改变、栖息地的变化，都可能影响鱼卵和幼体的扩散与存活，导致幼鱼补充量减少，种群分布发生改变。而且成年星斑裸颊鲷通常具有很强的领地意识，活动范围相对固定，一旦当地环境受到干扰，它们很难迁移到更适宜的环境中，这使得它们的种群可持续性面临巨大威胁。

为了更好地保护和管理星斑裸颊鲷，来自西澳大利亚大学 Minderoo OceanOmics 中心、西澳大利亚渔业和海洋研究实验室等机构的研究人员，踏上了探索星斑裸颊鲷基因组奥秘的征程。他们的研究成果发表在《Scientific Data》上，为我们揭开了星斑裸颊鲷神秘的面纱。

主要技术方法

研究人员为了深入了解星斑裸颊鲷的基因组，采用了多种先进的技术方法。首先，他们在西澳大利亚巴罗岛西南部捕获了一条成年星斑裸颊鲷，采集了它的鳃组织用于后续实验。然后，利用 PacBio HiFi 技术进行基因组 DNA 测序，获得高质量的长读长序列；借助 Dovetail Omni-C 技术进行染色质构象捕获，为基因组组装提供染色体构象数据；同时，通过 RNA - Seq 技术对转录组进行测序，为基因注释提供数据支持。此外，研究人员还运用了一系列生物信息学工具，如 HiFiasm、BWA、BUSCO 等，对测序数据进行处理、分析和评估，确保基因组组装的准确性和完整性。

研究结果

1. 基因组组装与质量评估研究人员成功完成了星斑裸颊鲷的染色体水平参考基因组组装（Lethrinus nebulosus genome, fLetNeb1.1；PRJNA1074345），这在该物种以及裸颊鲷科中尚属首次。该基因组大小约为 1.09Gb，contig N₅₀达到 21 - 24Mbp，BUSCO 完整性大于 99%。经过一系列的质量评估，发现最终组装的基因组中，平均有 99.35% 的完整基因，其中 99.1% 为单拷贝基因，碱基水平准确性和完整性的 QV 分数分别为 61.26（单倍型 1）和 61.17（单倍型 2），二倍体完整性达到 99.61%，这些数据充分表明该基因组组装质量极高。
2. 重复序列注释通过 RepeatModeler 和 RepeatMasker 等工具对基因组进行分析，研究人员发现星斑裸颊鲷基因组中存在大量的重复序列，这些重复序列占基因组的 39.91%。其中包括短散在核元件（SINEs）、长散在核元件（LINEs）、长末端重复序列（LTRs）、DNA 转座子等多种类型，并且这些重复序列在染色体末端富集。
3. 基因注释利用真核基因组注释管道 - 外部（EGAPx）对组装的基因组进行初步注释，共识别出 24,583 个基因（29,167 个异构体）。预测的转录组 BUSCO 完整性分数达到 99.1%，同时还在部分染色体末端预测到了完整的核糖体 rRNA 基因簇。

研究结论与意义

这项研究成果意义非凡。高质量的星斑裸颊鲷基因组组装为后续的基因组研究奠定了坚实基础。通过对其基因组的深入分析，研究人员可以更好地了解星斑裸颊鲷的遗传多样性、种群结构以及进化历史，为制定科学合理的保护和管理策略提供有力依据。例如，在面对气候变化和环境干扰时，这些基因组信息可以帮助我们预测星斑裸颊鲷种群的变化趋势，及时采取有效的保护措施，确保其种群的可持续发展。此外，该研究成果也为整个裸颊鲷科鱼类的研究提供了重要参考，推动了海洋生物基因组学领域的发展。

总之，研究人员对星斑裸颊鲷基因组的深入探索，为我们打开了一扇了解海洋生物遗传奥秘的窗户，让我们在保护和管理海洋生物资源的道路上迈出了坚实的一步，有望实现海洋渔业的可持续发展，让这位 “海洋精灵” 能够在未来的海洋中继续自由遨游。