作者:张晴丹 来源:中国科学报 发布时间:2021/1/25 18:21:40
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科学家成功破译拟穴青蟹基因组染色体图谱

 

中国水产科学研究院东海水产研究所研究员马凌波团队与中国水产科学研究院农业农村部水生动物基因组学重点实验室研究员李炯棠团队合作,成功破译了拟穴青蟹(Scylla paramamosain)(以下简称青蟹)基因组染色体图谱,获得国际首个高质量的青蟹基因组参考图谱。研究成果近日在《分子生态资源》在线发表,这是团队在获得青蟹高密度遗传连锁图谱以及成功选育生长速度提高20%的7代品系后的另一大重要进展,为青蟹新品种选育奠定了重要基础。

青蟹是我国两大海水养殖蟹之一,2019年年产量达16.06万吨,有非常重要的经济价值。但由于缺乏高质量的基因组,分子辅助育种一直进展相对缓慢。大多数甲壳动物基因组杂合度高、重复序列多、染色体数目多,对基因组组装造成了较大的困难。本研究采用混合测序和复合组装策略,最终完成了青蟹全基因组组装,获得49条染色体序列,Contig N50达到191 kb,平均染色体长度29 Mb,覆盖预测基因组大小的95.1%。青蟹基因组覆盖度、连续性和基因完整性均高于已发表的三疣梭子蟹和中华绒螯蟹基因组图谱,是目前蟹类中质量最高的基因组数据。

基因组水平的进化分析发现,青蟹与梭子蟹在42.51百万年前分化,青蟹、三疣梭子蟹和中华绒螯蟹在染色体水平具有多次复制或融合事件;种群历史分析发现青蟹的有效群体大小在更新世末期经历了一次瓶颈期。对基因家族的分析发现,蟹类相对于对虾在视觉方面呈现出相反的进化路径,相比对虾而言蟹类的视觉基因数目明显较少,且在幼体发育过程中的表达呈现相反的趋势,这与两类物种对光信号的敏感性一致。此外,对在化学信号感知中发挥作用的谷氨酸受体家族分析发现十足目甲壳动物、非十足目甲壳动物和昆虫呈现出不同的进化方向。

多年来,马凌波团队对青蟹种质研究与苗种繁育技术进行了持续攻关。经过团队成员在一线基地连续多年试验,在亲本越冬保种技术、抱卵蟹孵化关键环节调控、苗种人工繁育规范、养殖示范模式等方面取得了系统性突破。通过联合运用技术改进与集成,目前选育品系已培育到第7代,亲本越冬后抱卵率提高到40%以上。以育苗过程中饵料组合、水质调控技术的优化组合,实现了繁育过程的稳产高产,建立了优质苗种稳定供应体系。近4年累计生产优质青蟹苗种1500万只以上,所繁育的新品系苗种先后在浙江宁海、上海崇明与金山、江苏金坛、甘肃兰州、宁夏银川、河北唐山等地开展养殖试验。该新品系苗种在不同地区表现出适应能力强、生长速度快的优良性状,取得了良好的示范推广效果。

青蟹的基因组解析必将有力推动青蟹的分子选育进程以及甲壳动物学的研究,促进相关研究和产业快速发展。

该研究得到了国家重点研发计划“重要养殖虾蟹类种质创制与健康苗种繁育”项目、国家虾蟹产业技术体系、上海市科技创新行动计划、中国水产科学研究院青蟹遗传育种创新团队和水产生物遗传大数据研究与应用创新团队等的资助。

相关论文信息:https://doi.org/10.1111/1755-0998.13332

 
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