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宁波大学首次正式发表国际首个竹蛏科(缢蛏)基因组参考图谱
访问数量:130发布时间:2019-09-09
 

在国家重点研发计划(2018YFD0900702)、国家贝类产业技术体系(CARS-49)、宁波市科技重大专项(2017C110003)和浙江省重大科技项目(2019C02057)等项目的支持下,严小军研究员和徐继林研究团队,与北京诺禾致源科技股份有限公司合作,成功破译缢蛏(Sinonovacula constricta, Lamarck, 1818)基因组。研究成果经国际同行严格评议,于2019年8月6日接收、并于9月4日在线发表在国际进化生物学权威杂志Molecular Ecology Resources上(最新IF:7.049)。

缢蛏俗称蛏子,软体动物门、双壳纲、真瓣鳃目、竹蛏科,广泛分布在太平洋西部沿海,包括我国、朝鲜和日本等国沿海的潮间带区域。缢蛏营养丰富、味道鲜美,作为我国四大养殖经济贝类(蛤、蛏、蚶、蛎)、世界上五大养殖海洋软体动物之一,在海水养殖业中占有举足轻重的地位。2016年世界缢蛏总产量超过82万吨,价值约13亿美元;而我国在2017年缢蛏总产量即超过86万吨,其中浙江省缢蛏养殖产量达30.55万吨,居全国首位。本世纪初,以宁波大学为代表的浙江省贝类苗种繁育团队,在完成缢蛏幼体饵料营养选择性研究基础上,率先攻克缢蛏的人工育苗技术,使得缢蛏成为浙江省乃至全国的重要养殖品种。

为了更加深入地了解缢蛏对饵料藻类营养摄食的关键受体与内在机制以及贝类幼体育苗光敏感行为学等关键科学问题,2016年9月,由时任宁波大学副校长严小军主导率先启动了缢蛏全基因组测序研究工作,在宁波大学徐继林研究员为主的研究团队和北京诺禾致源科技股份有限公司相关团队共同努力下,利用PacBio长读长测序、Illumina短读长测序、10x Genomics的Chromium linked-read测序、以及Hi-C分析,解决了缢蛏基因组高杂合(1.55%)、高重复(54.93%)的科学难题,构建了国际上首个染色体水平的蛏科动物基因组高质量参考图谱。结果显示缢蛏基因组大小为1,220.85 Mb,scaffold N50和contigN50分别达到65.93 Mb和976.94 Kb。利用Hi-C技术将99.54%的组装序列成功挂载到19条(2n=38)染色体上,鉴定到28,594条蛋白编码基因(25,413条基因得到功能注释),并鉴定到4,372条非编码RNA。通过与近缘物种基因组相比,分析发现免疫通路和渗透调节通路在缢蛏基因组中显著扩张,揭示了缢蛏应对外界复杂病原微生物侵染和多变盐度应激的适应机制。值得注意是,营养代谢相关通路包括脂代谢(如糖鞘脂质生物合成)、糖代谢(如糖胺聚糖生物合成)、蛋白质代谢(如甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢)等,和摄食选择潜在相关通路包括细胞-基质黏附、细胞黏附分子、嗅觉受体活性、粘液分泌等在缢蛏基因组中亦显著富集,这些结果为进一步研究缢蛏的营养需求和摄食机制奠定了坚实的分子基础。

团队于2018年11月完成了基因组的组装、功能注释和相关文章初稿,并经过多次修改后于2018年12月31日首次投稿,经4位国际同行严格评议,又对数据库和相关内容进行多达5次修改完善,相关学术论文“Chromosomal-level genome assembly of the razor clamSinonovacula constricta(Lamarck, 1818)”最后于2019年8月6日被Molecular Ecology Resources正式接收,国际同行严格把关后的高质量缢蛏基因组数据也于2019年8月5日在国际上首次在NCBI网站释放供同行使用(登记号PRJNA508451),由此项目历经3年得以圆满完成。审稿专家对本论文给予了高度评价,认为该缢蛏基因组测序和组装的方法和策略合理、完善,首次将“Purge haplotigs”软件应用到软体动物基因组测序分析中,可更好展示这种方法在高杂合物种中的作用,对研究高杂合物种(如软体动物)的进化和生物学特征具有重要的指导和借鉴意义。

宁波大学海洋学院冉照收博士、北京诺禾致源科技股份有限公司李真真(技术支持)为该论文的共同第一作者,严小军、徐继林为该论文的共同通讯作者。

全文链接:Chromosome-level genome assembly of the razor clamSinonovaculaconstricta (Lamarck, 1818)。https://doi.org/10.1111/1755-0998.13086

新闻来源:宁波大学

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