鲤鱼|鲤鱼无处不在！它的强大适应能力从哪儿来？( 二 )
“利用似刺鳊鮈和虎皮鱼基因组为参照系 ， 我们发现A和B两套亚基因组间在两个祖先种杂交后趋向更加相似——‘趋同’ ， 而不是趋向差异——‘趋异’ 。”这些结果完全不同于传统观点的趋异情况 ， 让研究团队感到非常新奇 ， 这也是首次在多倍体脊椎动物发现亚基因组趋同进化现象 。
鲤、鲫鱼的A和B两套亚基因组越来越趋向一致 ， 那么它们是如何在进化中稳定共存的？在不同时空事件中又是如何协调发挥功能的？
“关于它们之间如何分工合作 ， 存在着十种表达趋异策略 ， 以更加灵活地协调时空表达调控并促进两套染色体稳定共存 。”李炯棠说 。
十种表达趋异策略包括可变剪切的灵活性、亚基因组间的反式剪接事件广泛存在、表达水平下降和剂量补偿效应、共表达模式、同源基因间的表达相关性显著上升、表达主效基因、强烈的负选择压抑制同源基因功能分化、动态的功能分化、差异表达平衡、差异表达基因各行其责等 。
“其中 ， 有趣的是 ， 相比B亚基因组和祖先种虎皮鱼间同源基因表达相关性 ， 虽然A和B亚基因组来自不同祖先种 ， 但是A和B同源基因的表达相关性显著提升 。”李炯棠表示 ， “而且 ， A和B同源基因的表达还存在主次之分 。”
“在表达上如此多样化的趋异特点 ， 使得亚基因组的动态平衡能够得以维持 ， 才能形成稳定遗传的新物种 。”王琦说 。
“这些策略让表达更具可塑性和耐受性 。”李炯棠解释道 ， 比如在一个时空里 ， 两个基因功能是分化的；但是到了另外一个时空或者在抗病抗逆中反而不分化 ， 变成协同状态 。
李炯棠指出 ， 异源四倍体遗传信息加倍后 ， 通过多种表达趋异策略 ， 可以更加灵活地发挥彼此功能 ， 让鲤鱼拥有强大适应能力 ， 更加适应外界环境变化 。
为遗传改良提供靶向目标
鲤鱼是我国最具代表性的大宗淡水养殖鱼类之一 ， 年产量超过289万吨 ， 有超过30种的地理品种和选育种 。通过全国水产原种和良种审定委员会审定的鲤鱼新品种达20个 。
自然选择和人工选择促成鲤鱼的表型极具多样性 。然而 ， 这些表型多样性的遗传结构变异 ， 仍不清晰 。
文章图片
福瑞鲤2号受访者供图
为了摸清这一点 ， 团队选择了中国水产科学研究院淡水渔业研究中心自主选育的新品种——福瑞鲤2号为研究材料 。“福瑞鲤2号是以建鲤、野生黄河鲤和黑龙江鲤为原始亲本 ， 经综合选育方法而培育出来的国审水产新品种 ， 具有生长快和成活率高等优点 ， 是稻渔综合种养的优势品种 。”论文共同作者、淡水渔业研究中心研究员董在杰告诉《中国科学报》 。
为探明基因组结构变异对福瑞鲤2号性状的遗传效应 ， 他们对松浦镜鲤、黄河鲤和福瑞鲤2号共93份种质资源进行了重测序 ， 发现三个品种的全基因组有3.4%区域发生了结构变异 ， 共获得了57049657个变异位点 。
李炯棠介绍 ， 遗传发育树表明 ， 三个品种的鲤鱼在遗传上已经出现分化：松浦镜鲤单独构成一支 ， 而福瑞鲤2号、黄河鲤遗传关系更近 ， 共同构成了另一支系 。此外 ， 系统发育树显示 ， 选育福瑞鲤2号与亲本黄河鲤在遗传亲缘关系上 ， 已独立分开 ， 显示较为强烈的选择压 。
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