北极鱼类染色体水平基因组解析：苍白狼绵鳚(Lycodes pallidus)适应性进化的遗传基础

本研究为解决极地鱼类适应性进化机制不明的问题，中国自然资源部第三海洋研究所团队通过整合Illumina短读长、PacBio HiFi长读长和Hi-C技术，完成了北极特有物种苍白狼绵鳚(Lycodes pallidus)的高质量染色体水平基因组组装（753.4 Mb， scaffold N50 28.6 Mb）。该研究揭示了其基因组中45%的重复序列含量和21,419个蛋白编码基因的功能特征，为解析极地鱼类抗冻蛋白(AFPs)演化及两极分布模式提供了关键遗传资源。

　　

在浩瀚的北极海域，生活着一类具有"两极分布"特殊模式的鱼类——绵鳚科(Zoarcidae)。这类起源于北半球的鱼类，在渐新世冰期通过演化III型抗冻蛋白(AFPs)成功征服了极地严寒环境，随后通过特定迁徙路线扩散至南半球海域，成为当前脊椎动物中物种形成速率最快的类群之一。其中苍白狼绵鳚(Lycodes pallidus)作为北极海域的代表性物种，其种群分布范围从格陵兰海延伸至太平洋北极区，中国北极科学考察队(CHINARE)近年更在楚科奇边缘海发现了其新分布记录。然而，受限于基因组数据的缺乏，科学家们始终难以揭示这类极地鱼类极端环境适应的分子机制。

中国自然资源部第三海洋研究所的研究团队在《Scientific Data》发表了苍白狼绵鳚染色体水平基因组。该研究整合了Illumina NovaSeq X Plus平台产生的34.26Gb短读长数据、PacBio Revio系统生成的23.40Gb HiFi长读长（平均读长13.4kb），以及91.24Gb Hi-C数据，通过hifiasm-v0.24.0-r702和YaHS-v1.2.2等算法构建了753.4 Mb的基因组，其质量经BUSCO-v5.8.3评估显示99.3%的基因完整性。特别值得注意的是，研究团队在楚科奇边境海(R13站位：75.46°N, 167.89°W)通过三角拖网采集的野生样本，为基因组提供了真实可靠的极地环境适应研究材料。

重复序列分析
基因组中45%为重复序列，其中LTR反转录转座子占7.66%（57.7 Mb），显著高于其他绵鳚物种。通过EDTA-v2.2.2鉴定的hAT型TIR转座子(4.54%)和Helitron(1.69%)近期活跃扩增特征，暗示转座元件爆发可能驱动了基因组扩张。

基因功能注释
BRAKER3-v3.0.7.6预测的21,419个蛋白编码基因中，KOG分类显示14.2%参与信号转导，9.7%涉及转录调控。特别发现抗冻蛋白基因家族存在显著扩张，这与其极地低温适应策略直接相关。

比较基因组学
相较于近缘物种胎生绵鳚(Zoarces viviparus，663.0 Mb)和凝胶黑绵鳚(Melanostigma gelatinosum，662.0 Mb)，苍白狼绵鳚基因组增大13.8%，这种规模扩张主要源于转座元件的累积。Hi-C热图清晰显示24条假染色体(15.4-35.6 Mb)的高分辨率三维结构。

该研究首次建立了绵鳚科北极支系的染色体水平参考基因组，揭示转座元件爆发与功能基因扩张共同塑造了极地鱼类的基因组演化轨迹。基因组中鉴定的抗冻蛋白基因簇和低温响应通路基因为解析两极分布物种的环境适应提供了分子靶点，同时为研究全球气候变化下极地生物多样性维持机制奠定了数据基础。