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湖北日报讯（记者李玉林、通讯员孙慧）11月6日，由中科院水生生物研究所科研团队牵头的“万条鱼类基因组计划”（Fish10K）第一阶段研究成果正式发表在学术期刊《创新》上。该成果基于对数百种新鱼类的从头测序，整合分析了464种硬骨鱼类的全基因组数据，打造了迄今为止全球覆盖范围最广、精度最高的鱼类基因组图谱，填补了全球鱼类基因组研究的多项空白。图 1. 最大的鱼类基因组比较资源。 （纸上插图由受访者提供）。鱼类约占世界脊椎动物总数的一半，其基因组数据库在脊椎动物领域排名第三，仅次于哺乳动物和鸟类。然而，近20年来，鱼类基因组研究始终存在“数据缺口”世界各地。三个类群在目水平上的基因组数据长期以来一直缺失，就好像这个谜题的重要部分缺失了一样。为了弥补这一不足，何顺平团队与国内外多家领先研究机构合作开展了跨区域、跨学科的科学研究。科研团队的足迹遍及极端环境，从海拔4000多米的青藏高原内部，到“地球第四极”的马里亚纳海沟。他们首次发现了高原鱼类的同域物种形成现象，阐明了深海狮子鱼细胞适应高压环境的分子机制，并在八次载人深海潜水中采集了深海鱼类样本，从根本上推动了日本的深海鱼类研究。 “此次建成的464个物种全基因组比对阵列，就像一本精准的‘鱼类基因词典’。”何俊平说id 指出，该阵列涵盖了所有 44 个硬骨鱼目，其规模和精度可与哺乳动物和鸟类的基因组项目相媲美。这不仅在丰富度上超越了其前身，而且代表了迄今为止最大、最全面的鱼类基因组资源库。图 2：全基因组比对数据用于重建涵盖目级所有谱系的硬骨鱼系统发育关系。 （纸上插图由受访者提供）。这项研究的几个发现推翻了传统的理解。研究团队首次鉴定出硬骨鱼中约3万个“高度保守的元素”（可以理解为基因的“不可改变的核心指令”），并揭示其中1689个是硬骨鱼特有的“基因开关”。这些精确的调节器控制着主要鱼类器官的发育，产生从肺鱼到深海狮子鱼的形态多样性。的f通过分析318万个碱基序列重建的这样的“家谱”表明，电鳗并不是鲶目的“近亲”，而是共同的“姐妹”，而且电鳗和电鳗的能量产生器官是独立进化的结果。此外，研究发现DNA转座子（可以理解为基因中的“移动元件”）已成为硬骨鱼基因组中的主导类型，打破了脊椎动物中“线元件优势”的常见范式。淡水硬骨鱼的转座子含量显着高于海洋物种，并且转座子组成与栖息地适应之间存在相关性。经过精密计算，科研团队提出，硬骨鱼大约出现在2.53亿年前，其进化经历了“快速分化——分化减缓——随后短暂恢复”三个阶段。本节我们颠覆了大灭绝后分化率仍持续增加的传统观点。据了解，万条鱼类基因组计划的目标是完成全球三分之一鱼类的基因组分析。第一阶段成果历时6年完成，是中科院水生生物研究所、华大基因青岛研究院、西北工业大学等部门共同努力完成的。下一步，团队计划加速推进“科”层面的类群基因组覆盖，为研究脊椎动物进化和探索生态适应机制提供更可靠的数据。
