捷报!历时十年,世界第一!我国科学家成功破译对虾基因组,虾农的福音来了

2019-01-26 13:39:06 水产热点 205

祝贺中科院海洋所相建海和李富花2位科学家及研究组历时十年成功破译了凡纳滨对虾基因组,获得了世界上首个高质量的对虾基因组参考图谱


说起凡纳滨对虾可能不被人熟知,而提起它的别名南美白对虾相信很多人并不陌生,这是市场上最常见的一种对虾,作为四大养殖虾类之首,其年产量达416万吨,具有非常重要的经济价值。然而,由于种质资源匮乏,我国对虾养殖单位每年需从国外引进大量亲虾。我国自主的对虾分子遗传育种工作迫在眉睫,但是受限于没有良好的参考基因组,其进展一直相对缓慢。


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近日,中科院海洋所传出捷报,该所相建海和李富花研究组主导,与国内外多家单位共同合作,历时十年成功破译了凡纳滨对虾基因组,获得了世界上首个高质量的对虾基因组参考图谱。




研究成果1月21日在Nature子刊《Nature communications》在线发表,为甲壳动物研究及对虾基因组育种和分子改良提供了重要理论支撑。


历时十年获得国际首个高质量对虾基因组参考图谱


从2009年开始,中科院海洋所相建海和李富花研究组着手攻关研究对虾分子遗传育种工作。“对虾基因组是世界上公认的高复杂基因组,阻碍了多个国际科研机构的研究步伐。”据中科院海洋所李富花研究员介绍,在该研究中,科研人员尝试了从一代到三代的各种测序平台以及各种组装软件,最终完成了凡纳滨对虾的全基因组denovo测序和组装,获得的参考图谱ScaffoldN50达到606Kb。


通过分析发现,以1-6碱基为单位多次重复的简单串联序列(SSR)占对虾基因组的23.93%以上,是目前已测基因组物种中含量最高的,这也是对虾基因组高复杂性的根本原因,并推测SSR的爆发与对虾祖先适应性进化过程有关。此外,在对虾基因组上还发现了两大结构特征:大量的物种特异性基因和大量的串联重复基因,可能与对虾科的特异性进化有密切联系。


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迫在眉睫研究出中国自己的对虾育种


据统计,2016年全球的对虾产值达到320亿美元,凡纳滨对虾占比80%。在中国,凡纳滨对虾的养殖范非常广,年产量达到150万吨,占全球产量的四分之一以上。对于仍依靠从南美进口育种的中国来说,每年进口的成本就高达数千万美元。此外,一旦出现海外种源不能进口,国内的对虾产业将受到严重影响。李富花告诉记者,所以我们一定要研究出自己的育种,更适合我国养殖环境的育种。


记者了解到,本研究还对22个野生和养殖的凡纳滨对虾个体进行了重测序,获得了大量的SNP分子标记,为对虾的遗传育种工作提供了宝贵的资源。此外,通过选择纯化分析,研究人员还找到了对虾基因组上14个受选择的区域和28个受选择的基因,它们可能与对虾养殖环境适应有关。对虾基因组的发表为甲壳动物底栖适应和蜕皮等研究提供了重要的理论基础和数据支撑,同时也为对虾基因组育种和分子改良工作提供了重要的基础平台。


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该研究得到国家863计划、国家自然科学基金、青岛海洋科学与技术试点国家实验室“蓝色生命”以及实验室海洋生物学重点实验室重大成果支持计划等项目资助。