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中華絨螯蟹和三疣梭子蟹的高質(zhì)量基因組圖譜

三疣梭子蟹基因組圖譜唐伯平供圖蝦蟹類基因組是公認的高復雜基因組，要獲得高質(zhì)量的基因組有著很多困難。近日，由鹽城師范學院江蘇省鹽土生物資源研究重點實驗室教授唐伯平課題組牽頭的中外合作團隊，第一次獲得了我國重要淡水和海水經(jīng)濟蟹類中華絨螯蟹和三疣梭子蟹的高質(zhì)量基因組圖譜，并分別在線發(fā)表于GigaScience和《遺傳學前沿》。三疣梭子蟹（Portunus trituberculatus）是我國沿海大型的海洋經(jīng)濟蟹類，我國每年捕撈量在55萬噸左右。唐伯平團隊獲得的三疣梭子蟹基因組大小為1.00Gb，片段重疊群N50的長度為 4.12Mb，被注釋到16796個蛋白編碼基因，其基因組的完整性為94.7%，整個基因組的重復序列是54.52%。科研人員鑒定出三疣梭子蟹染色體為50對，裝配率為97.80%，Hi-C的N50為21.79Mb。這是一個高質(zhì)量、相當完整的染色體水平基因組，也是蟹類研究中第一次通過分子生物學的方法精確地對蟹類染色體數(shù)目進行鑒定。三疣梭子蟹唐伯平供圖中華絨螯蟹（Eriocheir japonica sinensis）俗稱河蟹，是世界上最重要的淡水經(jīng)濟蟹類，目前我國每年河蟹產(chǎn)量為80萬噸左右。研究人員獲得的中華絨螯蟹基因組大小為1.27Gb，Contig序列N50為3.19Mb，且其GC含量為43%，高于其他節(jié)肢動物。BUSCO評估其完整性為94.00%，重復序列在基因組中占61.42%，被功能注釋蛋白編碼基因22619個。中華絨螯蟹唐伯平供圖唐伯平團隊對甲殼動物中華絨螯蟹、三疣梭子蟹、凡納濱對蝦，昆蟲埃及伊蚊、黑腹果蠅、偏瞳蔽眼蝶、蜘蛛等7種節(jié)肢動物基因家系展開進一步研究發(fā)現(xiàn)，它們共有15503個基因家系，其中8832個基因家系為共有家系，328個和544個基因家系分別唯一存在于三疣梭子蟹和中華絨螯蟹中。在這7種節(jié)肢動物中，蝦蟹相對進化速率最小，其中對蝦進化速度最慢，其次是絨螯蟹和梭子蟹。“相對于昆蟲，蝦蟹類進化較慢，可能是它們生活的環(huán)境相對于昆蟲更加穩(wěn)定。”唐伯平說。蝦蟹系統(tǒng)演化關系和相對進化速率圖唐伯平供圖另一個有趣的發(fā)現(xiàn)是，蝦蟹與昆蟲的分化以及螃蟹和對蝦的分化幾乎是同時發(fā)生在4.3億年左右的志留紀。同屬于短尾類的中華絨螯蟹和三疣梭子蟹的分化時間則相對較晚，大約是在1.8億年前的侏羅紀。我國同時獲得1種海洋和1種淡水重要經(jīng)濟蟹類高質(zhì)量的基因組圖譜，將為蟹類和甲殼動物的研究提供重要的理論基礎和數(shù)據(jù)支撐，同時也為經(jīng)濟蟹類育種、養(yǎng)殖和疾病防控工作提供重要的基礎平臺。相關論文信息：https://doi.org/10.1093/gigascience/giz161https://doi.org/10.3389/fgene.2019.01340

鹽城師范學院 2021-04-11

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