利用PacBio测序来保护濒危的蓝鳍金枪鱼

【字体: 时间:2018年12月05日 来源:生物通

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  为了保护太平洋和大西洋蓝鳍金枪鱼,斯坦福大学的Barbara Block 教授和PacBio的科学家Paul Peluso等对其基因组和转录组进行了组装。

  

金枪鱼因肉质鲜嫩被誉为海味中的顶级食材。同时,它也因售价高昂而成为捕鱼者的追逐对象。

不仅如此,蓝鳍金枪鱼也引起了科学家的极大兴趣。与鸟类、哺乳动物以及某些鲨鱼一样,这种动物能够保留内部产生的代谢热量,在低至10℃的海水中保持25℃以上的体温,是部分意义上的温血动物。

然而,由于生长缓慢和过度捕捞,如今蓝鳍金枪鱼的数量已大大减少。欧盟渔业专家指出,如果不采取措施,蓝鳍金枪鱼可能会灭绝。因此,该物种的保护对许多人而言是当务之急。

为了保护太平洋和大西洋蓝鳍金枪鱼,斯坦福大学的Barbara Block 教授和PacBio的科学家Paul Peluso等对其基因组和转录组进行了组装。他们最近在《Nature》主办的网络研讨会上介绍了这项成果。

在美国蒙特利金枪鱼研究和保护中心,Block及其同事研究了这种鱼的生理学、能量学、流体力学和转录组学。不过,他们还想了解:这些动物如何适应海洋环境?是什么让蓝鳍金枪鱼与众不同?它们如何适应缺氧、二氧化碳增加和海洋酸性?

“我们希望监控这些蓝鳍金枪鱼的基因和转录组,以便帮助我们了解它们在海洋中的健康状况,但这并不容易,”Block谈道。“这是因为海洋不是透明的。当蓝鳍金枪鱼在海平面下游过,我们很难追踪它们,并监控它们的转录组和基因组。”

Block表示,她的实验室采用一种“fish and chips”的方法。“我们将芯片安装在这些动物身上,记录它们在海底的旅行以及周围的环境条件,”她说。“通过定位全球的金枪鱼,我们能够从空间上展示这些动物如何使用我们的地球资源。”

她们发现,蓝鳍金枪鱼能够在几个月内到处旅行,从冰岛到墨西哥湾,或者从北美到地中海。不过,区分这些群体并不是一件容易的事,但遗传学能够助一臂之力。

Peluso解释说,他们团队利用大西洋蓝鳍金枪鱼(Thunnus thynnus)的700万条reads生成了118 Gb的序列,并利用太平洋蓝鳍金枪鱼(Thunnus orientalis)的1500万条reads生成了208 Gb的序列。利用FALCON-Unzip,他们鉴定出结构变异,并完成了大小分别为1.6 Gb和1.24 Gb的二倍体组装。

与现有的利用短读长测序技术组装的太平洋蓝鳍金枪鱼基因组相比,新的PacBio组装包含的短片要少得多,大约只有2,000个contig,而之前的版本有16,802个。

“它帮助我们鉴定出这两个物种之间的一些基因组差异,并帮助我们开发出一套探针或标志物,可用于在群体规模分析全球的这些物种,”Peluso说。

未来,他们将更深入研究这些基因组组装,以便比较结构变异和基因模型,从而了解基因存在与否之间的关联,以及增强子或启动子区域对基因表达的影响。“高度连续的基因组组装将有助于解决这些问题,”Peluso谈道。(生物通 薄荷)

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