鱼类异型染色体融合起源研究获希望

克日，Cell子刊iScience在线刊发中国科学院海洋研究所李军研究组与刘静研究组互助完成的题为Chromosome-level Genome Reveals the Origin of Neo-Y Chromosome in the Male Barred knifejaw Oplegnathus fasciatus的研究论文。该研究首次从全基因组层面证实条石鲷雄鱼存在染色体融合现象，解决了雄鱼异型染色体Y融合起源问题，为鱼类异型染色融合演化及性别决议机制剖析奠基了重要基础。

条石鲷隶属于石鲷科，该科包罗7个种，其中条石鲷和斑石鲷主要漫衍在西太平洋海域，其它5种主要漫衍在印度洋海域。李军研究组2008年率先构建了条石鲷和斑石鲷苗种全人工繁育技术工艺，实现了条石鲷和斑石鲷苗种的规模化繁育，同时研发了工厂化和网箱相耦合的“陆海接力”养殖新模式，实现了条石鲷和斑石鲷的高效养殖，并获得2015年海洋科学技术奖二等奖。现在，条石鲷和斑石鲷已成为我国网箱及工厂化养殖新工具，市场价钱到达200元/公斤，养殖规模正逐年扩大。

研究人员通过前期染色体核型及带型分析发现条石鲷和斑石鲷染色体系统存在一个配合特点：雄鱼（2n=47）染色体较雌鱼（2n=48）少一条，而且雄鱼染色体中存在一条体型异常庞大的染色体，推测它们的性别决议类型可能为X1X1X2X2/X1X2Y。据已报道的文献资料显示，世界上具有复性性染色体系统的硬骨鱼类有60余种，其中具有X1X1X2X2/X1X2Y系统的硬骨鱼类有37种，绝大多数为具有养殖和渔业增殖价值的鱼种。复性性染色体系统中异型染色体的起源及遗传组成模式，是一个重要的演化生物学问题。

该研究综合接纳二代Illumina测序、三代PacBio测序和染色体构象捕捉Hi-C技术，在国际上率先完成了条石鲷雌、雄染色体水平基因组组装、注释、牝牡基因组比力事情，获得了条石鲷雌、雄个体染色体水平的高质量基因组；绘制了雄鱼异型染色体Y的基因组序列和功效基因组成图谱，准确展现异型染色体Y基因组巨细为94.2Mb，包罗3064个基因，其中Y染色体特有基因172个，涉及着丝粒组装卵白P(cenpp)、联会复合体组装卵白(sycp1)、染色体通报保真度卵白8(ctf8)等染色体组装和有丝/减数破裂相关基因，特有基因为实现雄鱼二态型精子（精子1型：22+X8+X10=24；精子II型：22+Y9=23）染色体的组装及稳定遗传提供了保障。基于染色体序列及功效基因同线性模块分析，首次提出雄鱼异型染色体Y起源于8号和10号染色体端着丝粒的断裂融合，异型染色体Y存在显著的染色体结构变异（SV）。基于全基因组信息剖析条石鲷异型染色体融合起源是硬骨鱼X1X1X2X2/X1X2Y系统研究的首例，为后续硬骨鱼X1X2Y系统的形成模式及演化动力研究提供了参考，同时也为条石鲷性别决议机制、抗病选育研究奠基了基础。条石鲷雌鱼研究效果揭晓在生物领域综合性刊物GigaScience，牝牡基因组比力及异型染色体Y融合起源研究揭晓在iScience。

中科院海洋大科学研究中心为文章第一完成单元，副研究员肖永双和研究员肖志忠为文章配合第一作者，研究员李军和刘静为文章配合通讯作者。该研究获得国家重点研发计划、国家自然科学基金委、山东省重点研发计划、青岛市创新源头计划等团结资助。

条石鲷异型染色体Y融合起源

条石鲷异型染色体Y融合起源模式

泉源：中国科学院海洋研究所