中国科学家Nature子刊发布大黄鱼基因组草图

来自浙江海洋学院、上海交通大学、复旦大学等的研究人员,成功绘制出大黄鱼(large yellow croaker)的基因组序列草图,由此揭示出大黄鱼具有发育良好的先天免疫系统。相关研究成果发表在11月19日的《自然通讯》(Nature Communication)杂志上。

上海交通大学的贺林(Lin He)院士、浙江海洋学院院长吴常文(Changwen Wu)教授以及复旦大学的Yun Liu是这篇论文的共同通讯作者。

大黄鱼是中国的一种重要经济海生鱼类,主要生活在中国东部和南部的沿海水域。不幸的是,在过去的几十年里野生种群严重遭受过度捕捞。尽管自1985年以来中国的黄鱼人工海产养殖取得了一些进展,水产养殖黄鱼有可能降低了遗传多样性以及抗病力。

此外,水产养殖黄鱼极易受到各种海洋病原体的侵害,包括细菌(弧菌、诺卡氏菌和假单胞菌)、病毒(虹彩病毒)和寄生虫(刺激隐核虫和本尼登虫)。传染病爆发以及海产养殖黄鱼抗病力下降显著地影响了水产业。研究人员怀疑,黄鱼容易生病有可能是由于其免疫系统的特殊基因组和进化模式所致。

以往在包括黄鱼在内的一系列硬骨鱼类中,科学家们对几种免疫相关基因进行了研究。丰富知识显示出硬骨鱼先天免疫系统的复杂性,而与适应性免疫相关的信息仍然不足。对黄鱼的一些免疫过程进行基因表达分析,发现了编码如Toll样受体(TLRs)、白细胞介素(ILs)、肿瘤坏死因子(TNFs)等先天防御分子的一些基因在感染后显著下调。全基因组测序揭示出大西洋鳕鱼独特的免疫系统:其缺乏编码组织相容性复合物(MHC)II类分子、CD4和恒定链(Ii)的基 因。而MHC I类分子基因扩增补偿了CD4+辅助T细胞的缺失。

在文章中,研究人员称利用全基因组测序策略构建出了野生大黄鱼的基因组草图。预计这一基因组的大小为728 Mb,具有19,362个蛋白质编码基因。系统发育研究表明,棘鱼(stickleback)与大黄鱼的亲缘关系最近。先天免疫相关信号通路显著富集了受到正选择作用的快速进化基因。他们还证实了一些基因的存在,并鉴别出对先天免疫重要的一些基因家族发生了扩增。

这些研究结果反映出大黄鱼具有发育良好的先天免疫系统,新研究将有可能进一步改善野生黄鱼的资源保护以及海产养殖。

参考文献:

Changwen Wu,Di Zhang,,Lin He,Yun Liu. The draft genome of the large yellow croaker reveals well-developed innate immunity. Nature Communications 5, doi:10.1038/ncomms6227

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