洞庭华鲮染色体级别基因组破译：为濒危淡水鱼类保护提供关键遗传资源

《Scientific Data》：Chromosome-level genome assembly of Decorus tungting, an endemic cyprinid from China

本研究针对易危物种洞庭华鲮（Decorus tungting）缺乏基因组资源的瓶颈，通过整合PacBio HiFi长读长测序、Illumina短读长校正和Hi-C染色质构象捕获技术，成功构建了首个染色体级别的参考基因组（1.14 Gb，contig N50=6.04 Mb）。该组装将99.31%序列锚定至25条染色体，注释出24,835个蛋白编码基因，BUSCO完整性达97.1%。这一高质量基因组为解析其遗传多样性、适应性进化及制定科学保护策略提供了关键分子基础。

　　

在全球淡水生物多样性急剧衰退的背景下，洞庭湖特有的珍稀鱼类——洞庭华鲮（Decorus tungting）正面临严峻的生存挑战。这种曾被列为易危物种的大型土著鲤科鱼类，在20世纪40-50年代年捕捞量曾超过160吨，却因过度捕捞和河流改造等人为干扰，种群数量急剧萎缩，被列入濒危物种名录。尽管2010年建立的沅江国家级水产种质资源保护区实施禁捕政策，并通过人工繁殖累计投放865万尾幼鱼，野外调查仍显示其自然种群难以维持自我繁衍。这一现状凸显了从分子层面解析其遗传特征、评估近交风险和适应性潜力的紧迫性。

由于鲤科鱼类的基因组研究多集中于模式物种或经济鱼种，洞庭华鲮等生态重要但遗传信息匮乏的物种长期缺乏基因组资源，制约了保护遗传学研究的深入。为此，研究团队在《Scientific Data》发表了题为"Chromosome-level genome assembly of Decorus tungting, an endemic cyprinid from China"的论文，首次报道了该物种的染色体级别基因组图谱，为濒危鱼类保护提供了关键工具。

研究团队采用多平台测序策略：通过PacBio HiFi长读长测序获取高精度序列（20.4 Gb数据，约102×覆盖度），结合Illumina短读长校正提升碱基准确性，并利用Hi-C技术将contig锚定至染色体尺度。样本取自湖南怀化天麟有限公司的活体个体，肌肉组织经MS222麻醉后冷冻用于DNA提取。基因组大小通过17-mer分析预估为1.12 Gb，与最终组装结果（1.14 Gb）高度一致。

基因组组装与质量评估

使用hifasm软件对HiFi reads进行组装，经Pilon校正后获得包含117个scaffold的基因组。contig N50达6.04 Mb，scaffold N50提升至44.81 Mb，最长scaffold为74.21 Mb。GC含量为36.43%。BUSCO评估显示基因组完整度达97.1%（actinopterygii_odb10数据集），证实组装的高连续性。

染色体支架构建

Hi-C数据通过Juicer和3D-DNA处理，结合Juicebox人工矫正，将96.42%的基因组锚定至25条染色体，与细胞遗传学研究的2n=50结果一致。染色体长度介于35.5-74.2 Mb，基因数量为753-1,702个。Hi-C热图显示清晰的对角线互作信号，证实染色体结构的完整性。

重复序列注释

EDTA流程鉴定显示重复序列占基因组的50.28%（574.36 Mb），其中DNA转座子（如hAT家族占14.95%）和串联重复序列（16.11%）为主。LTR（长末端重复反转录转座子）中Gypsy和Copia家族分别占1.32%和0.01%，LINEs（长散在核元件）和SINEs（短散在核元件）共计占比约3.93%。

基因注释与功能分析

MAKER流程整合转录组、同源蛋白和从头预测，共注释24,835个蛋白编码基因，平均每个基因含10.11个外显子。功能注释显示93.10%基因匹配KEGG数据库，88.50%具有InterPro结构域，87.31%获得GO（基因本体）术语。维恩图示多数基因在多个数据库中被共同注释，支持功能预测的可靠性。

该研究构建的基因组填补了Decorus属的基因组空白，为后续种群遗传学分析、适应性进化研究及保护单元划分提供了参考框架。通过解析基因组成分和结构特征，可进一步探究洞庭华鲮对环境适应的分子机制，指导人工繁育中的遗传管理。这一资源将助推基于基因组的保护策略（genomics-assisted conservation）在非模式物种中的应用，为淡水鱼类多样性保护提供范式。所有数据已公开于CNCB（PRJCA040001）和Figshare平台，促进跨学科合作研究。