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长江河口 Corbicula fluminalis 染色体水平基因组组装揭示双壳贝类进化与活性成分研究新资源
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月25日 来源:Scientific Data 5.8
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为解析 Corbicula 蛤类从海水到淡水辐射进化的分子机制,湖南农业大学联合团队采用 PacBio HiFi 测序与 Hi-C 技术,成功组装长江河口种群 C. fluminalis 染色体水平基因组(1,140.30 Mb,N50 58.80 Mb),锚定至19条假染色体,鉴定25,363个蛋白编码基因(注释率94.03%)。该研究为双壳贝类适应性进化、系统基因组学比较及活性成分(如肝保护多糖)开发提供关键资源,成果发表于《Scientific Data》。
在双壳贝类中,Corbicula 蛤类因其独特的生态适应性和经济价值备受关注。这类生物不仅跨越淡水与河口环境生存,还展现出罕见的生殖策略多样性——包括雌雄同体、孤雌生殖以及二倍体至四倍体的多倍体状态。然而,其从海水向淡水辐射进化的分子机制、种群间系统发育关系以及药用活性成分的遗传基础长期悬而未决。尤其在中国长江流域,淡水型 Corbicula 种群与河口种群(被命名为 C. fluminalis)的共存现象,为研究这一进化过程提供了天然实验室。
为解决这些问题,湖南农业大学联合深圳大学的研究团队对长江河口崇明岛采集的 C. fluminalis 进行染色体水平基因组测序。通过整合 PacBio HiFi 长读长测序(55.61 Gb)、Illumina 短读长(201.48 Gb)和 Hi-C 染色质构象捕获数据(171.89 Gb),研究团队成功构建了高质量的基因组框架。基因组评估显示,组装完整性达90.01%(BUSCO),重复序列占比63.50%,其中LTR反转录转座子(长末端重复序列)贡献最大(18.82%)。
关键实验技术
研究采用三大技术支柱:(1)PacBio HiFi 测序结合 Hifiasm 组装算法构建初始基因组;(2)Hi-C 数据通过 ALLHiC 和 Juicebox 实现染色体锚定;(3)整合转录组(Nanopore 全长转录组与 Illumina 常规转录组)、同源比对(5种双壳贝类蛋白序列)及 Augustus 从头预测进行基因注释。
主要研究结果
结论与意义
该研究首次提供河口 Corbicula 的染色体水平基因组资源,揭示其与近缘物种的保守基因组结构,为解析淡水适应性进化机制奠定基础。同时,高达94%的基因注释率为挖掘肝保护活性成分(如多糖和蛋白质)的合成通路提供靶点。研究者特别指出,长江流域淡水与河口种群的基因组比较将成为未来研究辐射进化的重要方向。
(注:全文细节均依据原文,专业术语如Hi-C染色质空间构象捕获技术、BUSCO基因组完整性评估工具等均保留原始标注格式)
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