魚類遺傳育種發展現狀與展望

重要養殖魚類全基因組解析

全基因組信息解析可為遺傳改良提供重要參考和指導。在過去的?10?年中，許多重要養殖魚類的全基因組，包括大西洋鱈、尼羅羅非魚、斑點叉尾鮰、大西洋鮭、虹鱒、半滑舌蹋、鯉、大黃魚和草魚等紛紛被解析，并為這些養殖魚類所表現出的一些獨特的生命現象和適應性進化的研究提供了大數據支撐。

草魚以草食性特征而得名，但其在幼魚階段主要攝取浮游動物、搖蚊幼蟲等食物，在孵化后?45?天左右轉以大型植物為食。針對這個有趣但又非常重要的問題，中國科學院水生生物研究所與中國科學院國家基因研究中心等單位合作，完成了草魚基因組框架圖繪制。他們首先采用“鳥槍法”測序獲得雌性和雄性草魚基因組組裝序列；接著通過轉錄組分析發現，草魚基因組中并不存在纖維素降解酶基因；而是在食性轉化適應過程中，草魚肝臟中甲羥戊酸通路和類固醇生物合成通路被激活，腸道中clock-bmal1、ror等一些晝夜節律相關基因的表達模式發生了重構。因此，草魚通過持續高強度的吃食水草以支持其快速生長。目前，夏曉勤團隊已搭建了可視化的草魚基因組數據庫網站，包含草魚全基因組分子標記數據庫、表達譜數據、草魚遺傳連鎖圖譜以及和斑馬魚的共線性分析結果等。

在我國淡水養殖魚類中，銀鯽非常有趣。它是一種在鯽發生了四倍化后又經歷了一次多倍化的天然六倍體魚類。它能利用其他魚類的異源精子刺激發育，通過雌核生殖產生與母本性狀一致的全雌性后代；它已被鑒別出眾多的克隆系，有些克隆系對來自相同克隆系或不同克隆系的銀鯽精子，還能進行有性生殖或類雜種生殖。在自然種群中，銀鯽有雄性個體存在，最近還發現基因型性別決定和溫度依賴型性別決定同時存在于銀鯽中，并發現雄性特異的微小染色體和高溫孵育起了雄性決定作用。在“分子模塊設計育種創新體系”的支持下，我們與華大基因合作，采用?Pacbio?三代測序，結合?Bionano?光學圖譜、10×Genomics?和染色體?Hi-C?技術，完成了擁有?100?條染色體的四倍體彩鯽和擁有?156?條染色體的六倍體銀鯽?F?系的全基因組測序和組裝。重要的是，草魚、銀鯽等養殖魚類的全基因組解析，將為生長發育和飼料高效利用、生殖和性別控制、抗病和抗逆等重要經濟性狀相關基因或分子模塊的發掘以及遺傳改良，提供重要支撐。