重点实验室海藻种质库团队发布海带高质量染色体水平参考基因组

2月18日，中国科学院海洋研究所海藻种质库团队（www.caslivealgae.com）在大型海藻基因组学研究方面取得重要突破，成功构建了海带（Saccharina japonica）的高质量染色体水平参考基因组。该成果以"Chromosome-level genome assembly f...

　　

　　2月18日，中国科学院海洋研究所实验海洋生物学重点实验室海藻种质库团队（www.caslivealgae.com）在大型海藻基因组学研究方面取得重要突破，成功构建了海带（Saccharina japonica）的高质量染色体水平参考基因组。该成果以"Chromosome-level genome assembly for the ecologically and economically important alga Saccharina japonica"为题发表在国际期刊Scientific Data（Q1，IF = 5.8）。这是该团队在海洋经济藻类基因组研究领域取得的又一重要成果，为海带的遗传改良和基因组学研究提供了关键资源。

　　海带是北太平洋西北沿岸的重要大型褐藻，广泛分布于中国、俄罗斯、日本和韩国等地。作为全球海藻养殖产量最高的种类，海带在生态和经济上具有重要价值。2020年，海带的鲜重产量达到1086万吨，市场价值超过44亿美元。尽管传统的选择育种和杂交技术已培育出多个优良品种，高质量的染色体水平基因组组装对于进一步的遗传改良依然迫切。

　　海带富含藻酸盐等多糖类物质，使得DNA的提取和纯化异常困难，进而影响测序质量和后续的组装工作。此前，由于测序和组装技术的限制，已公布的海带基因组存在严重的片段化问题，制约了分子育种和基因组学研究的深入开展。此次，研究团队综合采用利用Illumina测序、PacBio测序和Hi-C辅助基因组组装技术，成功构建了海带雌性孢子体的高质量染色体水平基因组。该基因组大小为516.11 Mb，contig N50长度为491.30 Kb，scaffold N50长度为16.24 Mb，共挂载到32条染色体。重复序列占基因组的45.07%，共预测到17,739个蛋白编码基因，其中82%获得了功能注释。该基因组的构建为海带的分子育种、生物技术应用以及褐藻的生态和进化研究提供了重要基础。值得一提的是，研究团队在测序材料的选择上实现了重要创新——利用孤雌生殖技术培育了纯合二倍体的雌性孢子体作为测序样本，避免了异源性对基因组组装的干扰，进一步提高了基因组数据的准确性和可靠性。

　　

　　海带孤雌生殖孢子体基因组组装

　　本项目由水产品种质创制与高效养殖重点实验室逄少军研究团队与海洋生态与环境科学重点实验室刘进贤团队共同完成，李晓东助理研究员为第一作者，逄少军研究员为通讯作者，中国科学院海洋研究所为第一完成单位。

　　研究得到了国家重点研发计划青年科学家项目、泰山产业领军人才蓝色人才专项、福建省海洋生物增养殖与高值化利用重点实验室开放课题等项目的资助。大连海宝渔业股份有限公司冷晓飞高级工程师和张明付协助了本项目中测序样本配子体的收集和保藏工作。

　　论文信息：

　　Li,?X.,?Li,?YL.,?Zhong,?C. et al. Chromosome-level genome assembly for the ecologically and economically important alga Saccharina japonica. Sci Data 12,290 (2025). https://doi.org/10.1038/s41597-025-04620-w