捷報！歷時十年，世界第一！我國科學(xué)家成功破譯對蝦基因組，蝦農(nóng)的福音來了
發(fā)布時間：
2019-01-26
祝賀中科院海洋所相建海和李富花2位科學(xué)家及研究組歷時十年成功破譯了凡納濱對蝦基因組，獲得了世界上首個高質(zhì)量的對蝦基因組參考圖譜
說起凡納濱對蝦可能不被人熟知，而提起它的別名南美白對蝦相信很多人并不陌生，這是市場上最常見的一種對蝦，作為四大養(yǎng)殖蝦類之首，其年產(chǎn)量達(dá)416萬噸，具有非常重要的經(jīng)濟(jì)價值。然而，由于種質(zhì)資源匱乏，我國對蝦養(yǎng)殖單位每年需從國外引進(jìn)大量親蝦。我國自主的對蝦分子遺傳育種工作迫在眉睫，但是受限于沒有良好的參考基因組，其進(jìn)展一直相對緩慢。
近日，中科院海洋所傳出捷報，該所相建海和李富花研究組主導(dǎo)，與國內(nèi)外多家單位共同合作，歷時十年成功破譯了凡納濱對蝦基因組，獲得了世界上首個高質(zhì)量的對蝦基因組參考圖譜。
研究成果1月21日在Nature子刊《Nature communications》在線發(fā)表，為甲殼動物研究及對蝦基因組育種和分子改良提供了重要理論支撐。
歷時十年獲得國際首個高質(zhì)量對蝦基因組參考圖譜
從2009年開始，中科院海洋所相建海和李富花研究組著手攻關(guān)研究對蝦分子遺傳育種工作。“對蝦基因組是世界上公認(rèn)的高復(fù)雜基因組，阻礙了多個國際科研機(jī)構(gòu)的研究步伐。”據(jù)中科院海洋所李富花研究員介紹，在該研究中，科研人員嘗試了從一代到三代的各種測序平臺以及各種組裝軟件，最終完成了凡納濱對蝦的全基因組denovo測序和組裝，獲得的參考圖譜ScaffoldN50達(dá)到606Kb。
通過分析發(fā)現(xiàn)，以1-6堿基為單位多次重復(fù)的簡單串聯(lián)序列(SSR)占對蝦基因組的23.93%以上，是目前已測基因組物種中含量最高的，這也是對蝦基因組高復(fù)雜性的根本原因，并推測SSR的爆發(fā)與對蝦祖先適應(yīng)性進(jìn)化過程有關(guān)。此外，在對蝦基因組上還發(fā)現(xiàn)了兩大結(jié)構(gòu)特征：大量的物種特異性基因和大量的串聯(lián)重復(fù)基因，可能與對蝦科的特異性進(jìn)化有密切聯(lián)系。
迫在眉睫研究出中國自己的對蝦育種
據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016年全球的對蝦產(chǎn)值達(dá)到320億美元，凡納濱對蝦占比80%。在中國，凡納濱對蝦的養(yǎng)殖范非常廣，年產(chǎn)量達(dá)到150萬噸，占全球產(chǎn)量的四分之一以上。對于仍依靠從南美進(jìn)口育種的中國來說，每年進(jìn)口的成本就高達(dá)數(shù)千萬美元。此外，一旦出現(xiàn)海外種源不能進(jìn)口，國內(nèi)的對蝦產(chǎn)業(yè)將受到嚴(yán)重影響。李富花告訴記者，所以我們一定要研究出自己的育種，更適合我國養(yǎng)殖環(huán)境的育種。
記者了解到，本研究還對22個野生和養(yǎng)殖的凡納濱對蝦個體進(jìn)行了重測序，獲得了大量的SNP分子標(biāo)記，為對蝦的遺傳育種工作提供了寶貴的資源。此外，通過選擇純化分析，研究人員還找到了對蝦基因組上14個受選擇的區(qū)域和28個受選擇的基因，它們可能與對蝦養(yǎng)殖環(huán)境適應(yīng)有關(guān)。對蝦基因組的發(fā)表為甲殼動物底棲適應(yīng)和蛻皮等研究提供了重要的理論基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)支撐，同時也為對蝦基因組育種和分子改良工作提供了重要的基礎(chǔ)平臺。
該研究得到國家863計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、青島海洋科學(xué)與技術(shù)試點(diǎn)國家實(shí)驗(yàn)室“藍(lán)色生命”以及實(shí)驗(yàn)室海洋生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室重大成果支持計(jì)劃等項(xiàng)目資助。
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