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我国科学家在牙鲆基因组解析和变态发育分子机制研究上取得重要进展

胡景杰(国家自然科学基金委员会生命科学部)

陈松林(中国水产科学院黄海水产研究所)

  中国水产科学院黄海水产研究所、上海海洋大学、德国维尔茨堡大学、葡萄牙阿尔加夫大学、深圳华大基因研究院等单位合作解析了褐牙鲆全基因组序列,通过与半滑舌鳎全基因组比较分析,初步揭示了比目鱼变态发育的分子机制。研究成果近日在线发表于《自然遗传》(Nature Genetics),论文链接http://www.nature.com/ng/journal/vaop/ncurrent/pdf/ng.3732.pdf。该研究工作得到了国家自然科学基金项目(31130057, 31461163005, 31530078, 31472269; 31472262)等的资助。

  研究人员通过对褐牙鲆高基因组测序、组装和分析,结合前期建立的褐牙鲆高密度遗传连锁图谱,绘制了褐牙鲆染色体图谱。褐牙鲆和半滑舌鳎在七千万年前就已经开始分化,全基因组比较发现两者的基因组存在高达85%的相似性。筛选到153个比目鱼类特异的基因家族以及12个比目鱼扩张的基因家族,这些基因家族与细胞分裂和凋亡、眼睛大小调控、视网膜神经递质、软骨重构等比目鱼变态过程中的生物学现象密切相关。利用褐牙鲆和半滑舌鳎变态发育不同时期的转录组测序,筛选到2,307个差异表达的直系同源基因,这些差异表达基因与比目鱼变态过程中的一系列生理与形态结构变化相关,其中包括21个甲状腺激素信号通路基因以及9个视黄酸信号通路基因,并且上述通路均包含比目鱼正选择基因。此外,褐牙鲆和半滑舌鳎有眼侧和无眼侧皮肤转录组分析表明与色素细胞发育和分化相关的基因在有眼侧皮肤显著上调,蓝光敏感视蛋白(Sws2)通过促进视黄酸的合成,从而影响了比目鱼体色的不对称发育。

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