近日，中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所陳四清研究員團(tuán)隊(duì)牽頭完成了中國真蛸（Octopus sinensis）染色體水平基因組的測序組裝工作，相關(guān)研究成果發(fā)表在國際重要學(xué)術(shù)期刊Molecular Ecology Resources上。

頭足類是軟體動(dòng)物門中極為特殊的一類海洋物種，在海洋生態(tài)系統(tǒng)中扮演重要角色，也是一種重要的漁業(yè)資源。它們進(jìn)化出一些類似脊椎動(dòng)物的生物學(xué)結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出復(fù)雜的行為特征，生活方式高度活躍，能夠適應(yīng)多種海洋環(huán)境，是研究趨同進(jìn)化機(jī)制和環(huán)境適應(yīng)性的模式物種。高質(zhì)量的基因組必將有助于頭足類生物學(xué)研究，但過大的基因組和高含量的重復(fù)序列一直制約著頭足類基因組學(xué)的發(fā)展。目前，頭足綱僅報(bào)道了5個(gè)物種的基因組數(shù)據(jù)（長蛸、加州雙斑蛸、真蛸、中國真蛸和夏威夷短尾魷魚）。

中國真蛸主要分布于北太平洋西部的溫帶淺海海域，特別是中國、韓國和日本沿海，其生長快、個(gè)體大（可達(dá)2.5kg/只），生命周期短（1年），產(chǎn)卵量大（10-20萬粒/只），具有重要的增養(yǎng)殖潛力。本次組裝的中國真蛸基因組大小為2.72Gb，其contig N50和scaffold N50分別為490 Kb和105.9 Mb，并將96.41%的組裝序列掛載至30條染色體上。與目前已發(fā)表的其他四種頭足類基因組比較，本研究完成的中國真蛸的基因組具有最高的連續(xù)性，是首個(gè)達(dá)到染色體水平的頭足類基因組。

比較基因組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)預(yù)測的31676個(gè)基因中有24698個(gè)可劃入17020個(gè)基因家族。其中741個(gè)基因家族為10個(gè)物種共有，包含10653個(gè)同源基因。利用10個(gè)物種的238個(gè)單拷貝同源基因構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹，結(jié)果表明長蛸的分化時(shí)間早于中國真蛸和加州雙斑蛸，而中國真蛸與加州雙斑蛸關(guān)系更近，其分化時(shí)間約為13.88 Mya（圖1）。

圖1中國真蛸與其它9個(gè)物種種系統(tǒng)進(jìn)化分析

頭足類基因家族聚類分析表明中國真蛸有1179個(gè)特有基因家族，包含5090個(gè)基因(圖2)，它們可能對中國真蛸的特有性狀具有重要作用。基因收縮和擴(kuò)張分析表明中國真蛸擴(kuò)張的基因家族有629個(gè)，擴(kuò)張基因家族中的基因主要參與代謝和免疫過程。其中，C2H2鋅指基因家族和鈣粘蛋白基因家族僅在長蛸、加州雙斑蛸和中國真蛸中發(fā)現(xiàn)擴(kuò)張，而在夏威夷短尾魷魚和其它物種的基因組中未發(fā)現(xiàn)擴(kuò)張。

圖2頭足綱基因家族聚類分析

黃海水產(chǎn)研究所李鳳輝、邊力和葛建龍為該論文共同第一作者，陳四清研究員為通訊作者。本研究獲得了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)資金（CARS-49）和中國水產(chǎn)科學(xué)研究院基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)（2020GH02）等項(xiàng)目的資助。

全文鏈接：https://doi.org/10.1111/1755-0998.13216