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        继高原鳅属基因组后，2019年7月24日福建集美大学与武汉永利集团3044合作项目，Chromosome assembly of Collichthys lucidus, a fish of Sciaenidae with a multiple sex chromosome system，在 Scientific Data（IF=5.929）发表。该项目对棘头梅童鱼进行三代测序，组装得到染色体水平的基因组，为硬骨鱼类的性别决定机制、性染色体进化等研究提供新见解。

图1  项目文章发表信息

研究背景

        棘头梅童鱼隶属于石首鱼科、梅童鱼属，在我国黄海和东海广泛分布，具有极高的市场价值和经济效益。雌性棘头梅童鱼染色体为48条（X1X1X2X2），而雄性染色体则为47条（X1X2Y），因此棘头梅童鱼也是研究硬骨鱼性别决定机制和性染色体进化的极佳材料。但目前关于棘头梅童鱼的研究主要集中在群体遗传学方面，迄今尚未有参考基因组。本研究利用PacBio和Hi-C技术，组装得到染色体水平的基因组，为棘头梅童鱼的功能基因定位、性别决定机制研究提供新思路。

研究思路

图二  研究技术路线

研究结果

        （1）基因组组装

        利用PacBio测序获得90.5G数据，测序深度109×，利用Falcon 软件组装得到棘头梅童鱼基因组大小为877.4Mb，contig N50=1.10Mb，共有2912个contig。利用BUSCO评估，基因的准确率超过97%。利用Hi-C辅助基因挂载到染色体上，2,134 contigs挂载到24条染色体上，挂载率为96.86%，最终得到棘头梅童鱼基因组的contig N50为1.1Mb，scaffold N50为35.9Mb。高质量的组装基因组表明PacBio和Hi-C技术结合可为石首鱼科的基因组研究提供新思路。

表1. 棘头梅童鱼基因组组装结果

        （2）基因组注释

        通过转录组注释、同源注释和从头注释，研究者共注释得到28602个蛋白编码基因。随后又通过GO、KEGG数据库对基因功能进行注释，共有98.01%的基因得到功能注释。

表2. 棘头梅童鱼基因组注释结果

        （3）预测决定性别的关键基因

        棘头梅童鱼基因组重复系列占比34.68%，且主要分布在染色体的两端，其中1号染色体起始位置的重复序列分布尤其多。作者之前研究发现，基因组重复序列与雄性棘头梅童鱼Y染色体的形成有关，据此推断，雄性棘头梅童鱼在进化过程中1号染色体被融合了。随后作者将棘头梅童鱼与大黄鱼的基因组对比发现，两者基因组具有高度保守的同线性和严格的染色体分配对应关系。此外，由于Dmrt1是决定大黄鱼性别形成的关键基因，作者预测Dmrt1在棘头梅童鱼性别形成过程中也扮演着关键的角色。

图三  重复序列在染色体上的分布

菲沙水产类项目经验

        永利集团3044水产基因组项目经验极其丰富，目前已完成多个物种的基因组项目研究，涉及鲶形目、鲈形目、鲤形目、中腹足目、柄眼目等。PacBio Sequel 3.0试剂数据产出，平均Subread N50达到25Kb，PacBio Sequel Ⅱ单张芯片的产出高达140Gb，结合Hi-C技术轻松打造染色体水平高质量基因组。

        永利集团3044以丰富的项目经验和sequel Ⅱ高产出为水产领域研究者提供优质的三代测序组装和三维基因组服务，期待与您携手共同完成更多水产基因组研究，探索水底世界的神奇与奥秘！