湘西鲤高质量染色体级别基因组图谱揭示其稻田养殖适应性进化机制

本研究针对湘西鲤(Cyprinus carpio var. Xiangxi)基因组资源匮乏的问题，通过整合PacBio HiFi、DNBSEQ和Hi-C技术，成功构建了1.54Gb的高质量染色体级别基因组（contig N50 28.12Mb），其中99.38%序列锚定至50条假染色体。基因组质量评估显示QV值62.32、BUSCO完整性97.4%，预测并注释了46,362个蛋白编码基因。该研究为解析湘西鲤的适应性进化提供了重要基因组资源，对鲤鱼种质资源保护与进化研究具有重要意义。

　　

在湖南湘西地区的稻田深处，生活着一种特殊的鲤鱼——湘西鲤(Cyprinus carpio var. Xiangxi)。这种长期适应稻田养殖环境的鲤鱼品种，以其卓越的环境适应性、抗病性和温顺性格成为当地稻渔综合种养系统的核心物种。然而，尽管其在农业生产中发挥着重要作用，科学家们对其遗传背景的了解却始终笼罩在迷雾之中。与其他已有基因组数据的鲤鱼品种（如婺源鲤、镜鲤等）相比，湘西鲤的基因组研究一直处于空白状态，这严重阻碍了对其驯化历史和适应性进化机制的深入探索。

为了揭开这一神秘面纱，研究团队在《Scientific Data》上发表了题为"A high-quality chromosome-level genome assembly of the common carp (Cyprinus carpio var. Xiangxi)"的研究论文。该研究采用多组学技术路线，通过对来自湘西土家族苗族自治州的雌性湘西鲤样本进行系统性分析，成功构建了首个高质量的湘西鲤染色体级别基因组图谱。

研究团队主要运用了三大关键技术：PacBio HiFi测序技术获取高质量长读长序列，DNBSEQ平台进行辅助测序，以及Hi-C（高通量染色质构象捕获）技术用于染色体级别支架构建。样本来源于湘西地区特有的稻田养殖种群，确保了基因组数据的代表性。

基因组组装

通过HiFiasm软件对PacBio HiFi reads进行从头组装，获得总长度为1,544.93Mb的基因组草图，contig N50达到28.12Mb。利用Hi-C数据通过3D-DNA进行染色体挂载，成功将1,535.34Mb（99.38%）的序列锚定到50条假染色体上，scaffold N50提升至30.26Mb。使用Merqury评估基因组质量，QV值为62.32，BUSCO完整性达97.4%，Minimap2比对显示99.98%的映射率和99.99%的基因组覆盖率，证实了基因组组装的高质量特性。

基因组重复序列注释

采用Tandem Repeats Finder和RepeatModeler等工具对重复序列进行系统注释，发现转座元件(TEs)占基因组的46.46%（717.75Mb）。其中SINEs（短散在核元件）、LINEs（长散在核元件）、LTRs（长末端重复序列）和DNA转座子分别占0.85%、9.50%、10.11%和29.36%，为研究基因组进化提供了重要基础数据。

基因注释

整合同源比对、从头预测和转录组辅助三种方法，共预测出46,362个蛋白编码基因，其中45,409个（97.94%）获得功能注释。BUSCO评估显示98.2%的完整度，证实了基因集的可靠性。同时鉴定出2,604个miRNA（微RNA）、28,459个tRNA（转运RNA）、10,009个rRNA（核糖体RNA）和3,984个snRNA（小核RNA），完善了非编码RNA的注释信息。

基因组可视化分析

通过Hi-C相互作用热图展示了染色体级别的组装质量，显示出清晰的染色体边界和相互作用模式。利用MCScanX和Advanced Circos绘制的基因组圈图，直观呈现了基因密度、重复序列分布和GC含量等基因组特征，为后续比较基因组学研究提供了可视化工具。

该研究构建的湘西鲤高质量基因组填补了该重要养殖品种基因组资源的空白，为解析其稻田适应性驯化机制提供了关键数据支撑。基因组中鉴定的大量转座元件和功能基因为研究鲤鱼亚基因组分化进化提供了新线索。特别值得关注的是，这一资源将有助于揭示湘西鲤在长期稻田养殖环境中形成的独特遗传适应性，如低逃逸率、温顺行为等性状的分子基础。研究成果不仅对湘西鲤种质资源保护具有实践价值，也为鲤鱼属物种的进化生物学研究提供了重要参考。基因组数据已公开存储于GenBank（JBNVZQ000000000.1）和GWH（GWHFQUJ00000000.1）数据库，原始测序数据可在CNCB（CRA023823）获取，为全球研究者开展相关研究提供了便利。