近日，廈門大學海洋與地球學院、近海海洋環境科學國家重點實驗室徐鵬教授團隊在異源四倍體鯉體色決定機制解析方面取得重要進展，相關成果以“Intercross population study reveals that co-mutation of mitfa genes in two subgenomes induces red skin color in common carp (Cyprinus carpio wuyuanensis)”為題發表于Zoological Research. 該研究聯合運用了比較基因組學、群體遺傳學、體色性狀的全基因組關聯分析以及基因的可變剪切鑒定等方法，解析了決定鯉紅色體色的關鍵遺傳變異機制。

鯉魚是世界上最早被人工養殖的魚類之一，我國在公元前6000年就開始了鯉魚養殖。在漫長的養殖歷史中，鯉魚形成了諸多養殖品系，且不同品系在體色、體型、鱗被、抗病、生長等方面具有顯著差異。作為典型的異源四倍體魚類，鯉基因組的復雜性增加了對其基因組組裝和遺傳學研究的難度。荷包紅鯉（圖1）是我國寶貴的鯉魚種質，原產于江西婺源，其形似荷包，體表鮮紅，黑色素細胞消失。

圖1荷包紅鯉

該研究探究了人工選育對荷包紅鯉基因組的影響，通過構建鯉雜交及回交家系全面解析了荷包紅鯉體色性狀背后的分子遺傳機制。研究團隊基于三代測序技術提升了荷包紅鯉基因組質量，為優質鯉魚種質培育提供了高質量的基因組資源；通過基因組和群體測序數據的比較，確定了荷包紅鯉人工選育過程中存在的受選擇基因組區段（圖2）；構建荷包紅鯉與黃河鯉雜交家系，鑒定了決定體色的關鍵等位基因變異，并通過轉錄組測序闡明mitfa基因的結構變異促進荷包紅鯉紅色體色形成的分子調控機制（圖3）。

該研究通過在異源四倍體背景下開展魚類性狀解析，為多倍體魚類重要性狀遺傳機制提供了新的理論依據，也為未來利用基因編輯技術、分子標記輔助育種等技術快速實現性狀改良提供了遺傳變異資源。

圖2 荷包紅鯉基因組中的選擇性信號

圖3 兩個亞基因組中的mitfa基因突變導致荷包紅鯉的紅色體色

該論文的第一作者為廈門大學海洋與地球學院博士生李碧君，通訊作者為徐鵬教授。該研究得到國家重點研發計劃（2019YFE0119000）、國家自然科學基金面上項目（31872561）、國家杰出青年科學基金（32225049）和國際科學組織聯盟（ANSO-CR-PP-2021-03）的聯合資助。

論文來源

Bi-Jun Li, Lin Chen, Meng-Zhen Yan, Xiao-Qing Zou, Yu-Lin Bai, Ya-Guo Xue, Zhou Jiang, Bao-Hua Chen, Cheng-Yu Li, Qian He, Jian-Xin Feng, Tao Zhou, Peng Xu. Intercross population study reveals that co-mutation of mitfa genes in two subgenomes induces red skin color in common carp (Cyprinus carpio wuyuanensis). Zoological Research, 2023, 44(2): 276-286. doi: 10.24272/j.issn.2095-8137.2022.388

文章鏈接

https://www.zoores.ac.cn/en/article/doi/10.24272/j.issn.2095-8137.2022.388

供稿：李碧君

編輯：蘇穎

審核：劉志宇、唐騰鳳