花鲈（Lateolabrax maculatus）端粒水平基因组组装及遗传分析

作     者：孙志珑 

作者单位：大连海洋大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王秀利

授予年度：2024年

学科分类：0908[农学-水产] 09[农学] 

主      题：花鲈 基因组 端粒 比较基因组 群体遗传学 生长性状 

摘      要：花鲈(Lateolabrax maculatus)是一种在亚洲市场上备受青睐的商业鱼类,以其卓越的口感和营养价值闻名。随着对花鲈需求的不断增长,为了满足市场对高品质花鲈产品的追求,对花鲈的遗传育种研究变得尤为重要。近年来,基因组学的发展为鱼类遗传改良提供了新的工具和方法,通过基因组测序和分析,可以更深入地了解花鲈的遗传特性,为选育生长更为快速、品质更为优质、更适应市场需求的花鲈品种提供科学依据。本研究利用ONT ultra-long、PacBio HiFi和Hi-C测序技术,共获得229.02 Gb花鲈高质量原始数据,并组装得到总长为632.75 Mb的无间隙基因组。成功组装了超过70%的染色体端粒,且11条染色体完成了端粒到端粒的完整组装。完成了基因组的结构和功能注释,得到22,014个蛋白质编码基因,为花鲈遗传育种研究提供了关键资源。基因家族聚类分析显示花鲈与其他10种鱼类共享6,484个同源单拷贝基因,并构建了基于化石时间校准的系统发育树。在基因家族的扩张与收缩分析中发现花鲈中有44个基因家族显著扩张和99个基因家族显著收缩。进一步富集分析发现与红细胞去核及肌肉发育相关的基因家族显著收缩,而蛋白质代谢相关的通路则表现出扩张,这些变化与花鲈的生长特性紧密联系。正选择基因的鉴定进一步揭示了花鲈基因在蛋白质定位、细胞器功能和代谢途径等的多样性与复杂性。对120尾花鲈的群体遗传学分析揭示了花鲈群体的遗传结构和遗传多样性状况。通过主成分分析(PCA)和群体结构分析将花鲈群体划分为5个亚群。遗传多样性分析显示该群体多样性不足。选择信号分析富集到多种肌肉发育、营养吸收和代谢相关的生长功能基因。全基因组关联分析筛选到17个与体重性状显著相关的基因,在肌肉发育、脂质与嘌呤代谢等多种生长相关功能中发挥重要作用,其中FHL2基因已被研究证明与骨骼肌发育和肥胖相关。本研究成功构建了高质量的花鲈基因组,为深入挖掘其遗传资源和制定育种策略提供了坚实的数据支撑。综合比较基因组学和群体遗传学分析,揭示了花鲈在多个与生长相关的通路中的遗传特性,为揭示其生长性状的遗传机制和指导育种实践提供了关键的理论依据。