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Pseudo-chromosome–length genome assembly for a deep-sea eel ilyophis brunneus sheds light on the deep-sea adaptation

引用

Science China(Life Sciences) 2023年第6期66卷 1379-1391页

作者： Jie Chen Honghui Zeng Wenqi Lv Ning Sun Cheng Wang Wenjie Xu Mingliang Hu Xiaoni Gan Lisheng He Shunping He Chengchi Fang Institute of Deep-Sea Science and Engineering Chinese Academy of SciencesSanya572000China State Key Laboratory of Freshwater Ecology and Biotechnology Institute of HydrobiologyChinese Academy of SciencesWuhan430072China University of Chinese Academy of Sciences Beijing100049China School for Ecological and Environmental Sciences Northwestern Polytechnical UniversityXi’an710072China

High hydrostatic pressure,low temperature,and scarce food supply are the major factors that limit the survival of vertebrates in extreme deep-sea environments.Here,we constructed a high-quality genome of the deep-sea Muddy arrowtooth eel(MAE,ilyophis brunneus,captured below a depth of 3,500 m)by using Illumina,Pac Bio,and Hi-C sequencing.We compare it against those of shallow-water eel and other outgroups to explore the genetic basis that underlies the adaptive evolution to deep-sea biomes.The MAE genome was estimated to be 1.47 Gb and assembled into 14 pseudo-chromosomes.Phylogenetic analyses indicated that MAE diverged from its closely related shallow-sea species,European eel,~111.9 Mya and experienced a rapid evolution.The genome evolutionary analyses primarily revealed the following:(i)under high hydrostatic pressure,the positively selected gene TUBGCP3 and the expanded family MLC1 may improve the cytoskeleton stability;ACOX1 may enhance the fluidity of cell membrane and maintain transport activity;the expansion of ABCC12 gene family may enhance the integrity of DNA;(ii)positively selected HARS likely maintain the transcription ability at low temperatures;and(iii)energy metabolism under a food-limited environment may be increased by expanded and positively selected genes in AMPK and m TOR signaling pathways.

关键词： ilyophis brunneus genome evolution deep sea adaption high hydrostatic pressure

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