近日，中国水产科学研究院长江水产研究所危起伟研究员团队在进化生物学著名期刊MolecularBiologyandEvolution（IF=11.）上发表了题为“TheAmericanpaddlefishgenomeprovidesnovelinsightsintochromosomalevolutionandbonemineralizationinearlyvertebrates”的研究论文，该研究首次成功解析了匙吻鲟科代表物种—匙吻鲟（Polyodonspathula）的全基因组序列，构建了首个匙吻鲟高质量染色体图谱，揭示了复杂多倍体鲟鱼类特有的染色体进化机制，并解析了早期脊椎动物关键的骨矿化过程，为早期脊椎动物的进化研究开拓了新视角。
图1文章发表信息
鲟鱼类（鲟形目）是辐鳍鱼类的基部类群，是典型的软骨硬鳞鱼类，素有鱼类“活化石”之称，也是研究脊椎动物复杂多倍化进化机制的代表类群。匙吻鲟科的现生种仅两种，一种是中国特有种-长江白鲟（Psephurusgladius）已宣布功能性灭绝，匙吻鲟成为该科唯一的现生种。因此对鲟鱼类基因组的解析迫在眉睫，匙吻鲟的成功解析为中国特有鲟鱼物种的保护与种群恢复夯下了坚实的基础。
研究者采用二代、三代PacBio和Hi-C技术成功组装了匙吻鲟高质量染色体水平基因组（2n=），绘制了完整的单套60条染色体精细图谱，明确了匙吻鲟基因组是由26条大染色体和34条微染色体组成。最终组装得到的匙吻鲟基因组大小为1.56Gb，ScaffoldN50为4.30Mb，ContigN50为4.86Mb。
图2匙吻鲟染色体水平高质量基因组
通过比较基因组分析，研究者揭示了以匙吻鲟、小体鲟为代表的古四倍体鲟鱼类独特的染色体进化研究机制，发现最大的1-6号大染色体为3对同源染色体，有完整的两两成对的共线性关系；且同斑点雀鳝的6条大染色体（分别对应2和4，9和11，1和16号染色体）有完整的两两对应共线性关系。研究结果推演了匙吻鲟经历特有的基因组复制事件后染色体的演化历程，并以模型图的方式形象地展示了匙吻鲟祖先染色体的融合和断裂，并分别形成了大染色体和微染色体这一奇特现象。
图3匙吻鲟的染色体进化模式图
研究者还通过对匙吻鲟同多种脊椎动物基因组进行比较基因组分析，对早期脊椎动物的关键骨矿化过程进行了研究，发现分泌型钙结合磷蛋白（SCPP）功能基因家族在鲟鱼类内骨骼软骨化过程的关键作用，揭示了SCPP基因家族在鲟鱼类中的显著扩张，说明SCPP基因家族早在鲟形目和真骨鱼类分化之前就已经出现一定的扩张，而部分成员基因的假基因化很可能与鲟鱼类的软骨化形成密切相关。
图4与骨矿化相关的SCPP基因家族在鲟鱼和其他脊椎动物中的分布情况
长江所濒危鱼类保护学科组长期致力于中华鲟、长江鲟等珍稀濒危物种的保护和遗传研究，这是继年该团队合作发表了全球首个鲟鱼类-小体鲟（Acipenserruthenus）的基因组研究之后，在鲟鱼类研究领域里取得的又一重要突破性进展。
中国水产科学研究院长江水产研究所程佩琳博士等为该论文的共同第一作者，长江所首席科学家危起伟研究员等为该论文的共同通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金，国家重点基础研究发展计划（计划）、农业部农业公益性行业科研专项、中国水产科学研究院国际合作项目和长江所基本科研业务费等项目的联合资助。
总结
该研究构建了高质量匙吻鲟基因组，并解析了鲟鱼染色体进化的分子机制，为多倍体鱼类的进化研究提供了新见解。目前已发表的多倍体鱼类基因组包括金鱼、鲟鱼、鲤鱼等，这表明多倍体鱼类逐渐成为水产基因组学新的聚焦点。在探索神奇水产世界的旅途中，菲沙基因愿成为您身边的“测序专家”。
表1菲沙基因鱼类基因组组装经验（部分）
参考文献：
[1]PeilinCheng,YuHuang,YunyunLv,HaoDu,ZhiqiangRuan,ChuangjuLi,HuanYe,HuiZhang,JinmingWu,ChengyouWang,RuiRuan,YanpingLi,ChaoBian,XinxinYou,ChengchengShi,KaiHan,JunmingXu,QiongShi,QiweiWei..TheAmericanpaddlefishgenomeprovidesnovelinsightsintochromosomalevolutionandbonemineralizationinearlyvertebrates.MolecularBiologyandEvolution.DOI:10./molbev/msaa.
[2]PeilinCheng,YuHuang,HaoDu,ChuangjuLi,YunyunLv,RuiRuan,HuanYe,ChaoBian,XinxinYou,JunmingXu,XufangLiang,QiongShi,QiweiWei..Draftgenomeand