石斑鱼首张无间隙端粒到端粒（T2T）基因组图谱破译：为鲽形目进化与育种研究提供核心资源

《Scientific Data》：Gap-free telomere-to-telomere genome assembly of marbled flounder (Pseudopleuronectes yokohamae)

本研究针对鲽形目重要经济物种石斑鱼（Pseudopleuronectes yokohamae）缺乏高质量参考基因组的瓶颈问题，通过整合PacBio HiFi、ONT超长读长、Hi-C等多组学数据，成功完成全球首个鲽形目无间隙T2T基因组组装（大小582.73 Mb，Contig N50达26.29 Mb）。该基因组覆盖24条染色体两端共48个端粒，BUSCO完整性达99.29%，注释获得22,778个蛋白编码基因和121.02 Mb重复序列。该成果为解析石斑鱼经济性状的遗传基础及鲽科鱼类进化机制提供了关键数据支撑，相关数据已公开于NCBI（GCA_051314325.1）与Figshare平台。

　　

在西北太平洋沿岸，一种名为石斑鱼（Pseudopleuronectes yokohamae）的鲽形目鱼类曾是我国、日本和韩国沿海的重要渔业资源。因其耐低温、适应力强且肉质鲜美，近年来已成为东北亚地区新兴的水产养殖品种。然而，过度捕捞、环境污染和栖息地退化导致其野生资源量从20世纪80年代的500余吨骤降至21世纪初的约50吨，种质资源保护与可持续利用迫在眉睫。尽管已有研究涉及石斑鱼的生活史、种群遗传多样性及应激响应等方面，但基因组资源的匮乏严重制约了其经济性状遗传机制解析和分子育种进程。此前唯一公开的基因组（GCA_000787555.1）仍处于Contig水平，Contig N50仅2 kb，无法满足精准基因组学分析需求。

为突破这一瓶颈，中国水产科学研究院黄海水产研究所徐永江、徐文腾团队联合烟台宗哲海洋科技有限公司，在《Scientific Data》发表了题为《Gap-free telomere-to-telomere genome assembly of marbled flounder (Pseudopleuronectes yokohamae)》的研究论文。团队通过整合短读长（DNBSEQ-T7RS）、PacBio HiFi（Revio平台）、ONT超长读长（PromethION）和Hi-C测序数据，采用Hifiasm（v0.19.9）进行初步组装，再通过Purge Haplotigs去冗余、3D-DNA（v180992）染色体挂载、TGS-GapCloser填补间隙及Pilon（v1.23）短读长抛光，最终获得大小为582.73 Mb、Contig N50达26.29 Mb的无间隙T2T基因组。

关键技术方法概述

研究以雌性石斑鱼肌肉组织为样本，提取gDNA后构建多平台测序文库：短读长（73.96 Gb, 128×）、PacBio HiFi（31.47 Gb, 54×）、ONT超长读长（25.77 Gb, 44×）及Hi-C（58.98 Gb, 102×）。通过K-mer分析评估基因组杂合度为0.71%，利用Hi-C交互图谱辅助染色体层级组装，并通过quartet（v1.2.5）识别端粒特征序列（AACCCT/AGGGTT）。

基因组组装与质量评估

团队在24条染色体两端均鉴定到端粒序列（共48个），证实组装达到T2T标准。与旧版基因组相比，Contig N50提升逾13000倍。BUSCO（v5.1.2）评估显示99.29%的actinopterygii_odb10数据库基因完整检出，高于近缘种欧洲鲽（Platichthys flesus, 98.2%）和欧鲽（Pleuronectes platessa, 97.9%）。Merqury评估基因组质量值（QV）为38.52，碱基准确率99.986%，短读长、HiFi和ONT数据比对率均超99.89%。

重复序列与基因注释

通过RepeatModeler（v1.0.8）和RepeatMasker（v4.0.5）鉴定出121.02 Mb（20.77%）重复序列，其中DNA转座子（9.49%）、LINE（3.42%）和LTR（3.21%）为主。基因注释整合de novo（GENSCAN、AUGUSTUS）、同源比对（Platichthys flesus等5物种）及转录组（10组织混合RNA-seq）证据，最终预测22,778个蛋白编码基因，98.28%的基因在GO、KEGG、UniProt等数据库中获得功能注释。非编码RNA包括2,703个tRNA、860个rRNA、1,278个miRNA和1,318个snRNA。

基因家族与系统进化分析

与7个鲽科近缘种比较显示，石斑鱼特有196个基因家族（含590个基因）。基于12,370个单拷贝基因构建最大似然系统发育树，并通过MCMCtree（PAML v4.9）估算物种分化时间，表明石斑鱼约在1150万年前与其他鲽科鱼类分离。

结论与意义

本研究完成的石斑鱼T2T基因组是鲽形目鱼类首张无间隙参考基因组，其高质量组装为经济性状相关基因挖掘（如耐低温、生长调控）提供了可靠模板。端粒、着丝粒等染色体结构的精准定位为染色体进化研究奠定基础，而基因家族与比较基因组分析揭示了鲽科鱼类的适应性进化历程。所有数据已公开共享，将推动石斑鱼种质资源保护、分子育种及海洋鱼类进化基因组学的发展。