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世界上最大的硬骨鱼的基因组可以解释快速增长率和大尺寸

2019-01-15 14:42:52 • 来源：

世界上最大的硬骨鱼海洋太阳鱼(Mola mola)的基因组首次由来自中国国家基因库的研究人员在BGI-Shenzhen和新加坡A * STAR进行测序。包括诺贝尔奖获得者悉尼布伦纳在内的研究人员在开放获取期刊GigaScience上发表了他们的研究成果。海洋太阳鱼基因组揭示了几个改变的基因，可以解释鱼的快速生长速度和大尺寸以及其不寻常的内骨骼。

世界上最大的硬骨鱼的基因组可以解释快速增长率和大尺寸

海洋太阳鱼可以在热带和温带海域如地中海和大西洋中找到，可以长到2.7米长，重达2.3吨。尽管其主要由水母组成的饮食营养较差，但海洋太阳鱼的生长速度异常快，每天几乎一公斤 - 其他鱼类每天生长0.02至0.5公斤。除了极端的生长速度，雌性可以产生比任何其他已知脊椎动物更多的卵(一次高达300,000,000)。海洋太阳鱼没有尾巴，使其外观截然不同。

发起并共同领导A * STAR项目的Byrappa Venkatesh说：“我们对2002年的河豚(Takifugu rubripes)基因组进行了测序，这是第二个被测序的脊椎动物基因组。河豚和海洋太阳鱼属于同一个订单但不同因此，我们热衷于对海洋太阳鱼基因组进行测序并将其与河豚基因组进行比较，以确定在海洋太阳鱼谱系中发生的遗传变化，这可能为海洋太阳鱼的高度衍生表型提供线索。

研究人员假设海洋太阳鱼的不寻常外观可能是由于HOX基因的缺失，通过指定身体的哪些部位 - 如头部，胸部或腹部 - 来控制头尾轴上的生物体图。胚胎的一部分将形成。他们惊讶地发现事实并非如此，因为他们发现海洋太阳鱼具有类似于河豚的HOX基因簇。

研究人员还专注于海洋翻车鱼的快速生长速度和不寻常的体形的遗传背景，发现与其他骨鱼相比，参与生长激素信号传导的几个基因在海洋太阳鱼中的进化速度非常快，这可能解释了它的大尺寸和快速增长。

与其他骨鱼类不同，海洋太阳鱼的骨骼主要由软骨而非骨骼组成。为了找到这种情况的线索，研究人员分析了已知与骨形成有关的基因。

张国杰是中国国家银行副总监兼共同领导该项目，他说：“我们发现了编码软骨形成基因的变化。这可能有助于这种巨大鱼类中软骨骨骼的发育。”

根据研究人员的研究，利用这一参考基因组鉴定海洋翻车鱼不寻常的体型，大小和骨骼的基因组变化，可以促进未来对海洋太阳鱼的研究以及与其他鱼类的差异的遗传基础。

Byrappa Venkatesh说：“脊椎动物在形态学，生理学和行为方面表现出广泛的多样性。了解这种多样性的遗传基础是进化生物学的一个主要目标。我们仍然需要从海洋太阳鱼基因组组装中学到很多东西。确定海洋太阳鱼特有的更多遗传变化将是对更密切相关的物种进行测序，如豪猪鱼，箱鱼，引金鱼和三叶草。“

张国杰补充说：“这是已经为G10K项目测序的30种鱼类基因组之一。高通量DNA测序技术的可用性使得对各种'非模型'物种的全基因组进行测序成为可能，允许我们要揭示其表型多样性及其适应性的遗传基础。“

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