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为解决灰鲳（Coilia grayii）基因组资源匮乏，限制其遗传机制等研究的问题，研究人员开展了灰鲳染色体水平基因组组装研究。结果得到 920.64 Mb 的高质量基因组，这为深入研究其进化、遗传适应等提供关键基础，推动鱼类遗传学发展。
在神秘的海洋世界里，灰鲳（Coilia grayii）这种小型溯河洄游鱼类，虽身形不大，却在生态和经济领域有着不可忽视的地位。它广泛分布于东南亚沿海及河口地区，是海洋和淡水生态系统间的重要桥梁，不仅在食物链中为众多捕食者提供食物，支撑着生态系统的能量传递，还在渔业中占据一席之地，是小型商业和自给性捕捞的目标物种，在当地食物保障和生计维持方面发挥着关键作用。随着水产养殖业的发展，其近缘物种刀鲚（Coilia nasus）成功实现养殖，人们也对灰鲳的人工养殖潜力寄予厚望。
然而，长期以来，科学家们对灰鲳的了解存在诸多局限。以往的研究主要聚焦于其独特的洄游行为，这种在繁殖季从河口溯河而上到淡水环境产卵，平时又多栖息在高盐度河口及近海水域的习性，虽被关注，但背后的遗传机制却鲜为人知。而且，面对环境变化，灰鲳强大的渗透压调节能力，使它能在盐度波动的环境中生存，可这一能力的遗传基础同样模糊不清。更棘手的是，由于缺乏高质量的基因组资源，目前仅有碎片化的线粒体 DNA 序列和少量核标记，研究人员难以深入探究其遗传奥秘，无法全面了解其种群遗传结构，这对灰鲳的有效管理和保护极为不利，在过度捕捞和栖息地退化的双重压力下，灰鲳的未来面临挑战。
为了填补这些知识空白，中山大学生命科学学院以及南方海洋科学与工程广东实验室（珠海）的研究人员勇挑重担，开展了一项极具意义的研究 —— 构建灰鲳染色体水平的参考基因组。这一研究成果意义非凡，发表在《Scientific Data》上，为深入了解灰鲳的遗传机制、进化历程和适应性特征提供了关键线索，有望推动鱼类遗传学的发展，助力灰鲳的保护和可持续利用。
研究人员在此次研究中运用了多种先进技术。在样本采集方面，他们从珠江口采集了健康的雄性灰鲳样本，并迅速保存，确保样本的高质量。测序技术上，整合了 PacBio HiFi 长读长测序、MGI 短读长测序和 Hi-C 测序数据。通过这些技术，获得了大量的基因组数据，为后续的分析和组装奠定了坚实基础。
研究结果如下：
- 基因组组装：研究人员首先通过 K-mer 分析估计灰鲳基因组大小约为 1135.14 Mb，之后利用 PacBio 长读长数据进行从头组装，再结合 Purge_Dups 和 Minimap2 软件去除冗余和重复序列，最终得到了大小为 920.64 Mb 的高质量基因组，其 contig N50 达到 36.45 Mb。通过 Hi-C 数据进一步将组装序列锚定到 24 条染色体上，覆盖了约 94.80% 的支架水平基因组123。
- 重复序列注释：运用 RepeatMasker 和 RepeatModeler 等工具，研究人员对灰鲳基因组中的重复序列进行注释。结果发现，重复序列占基因组的 35.22% ，包括 LTR、LINE、SINE 等多种类型45。
- 蛋白质编码基因预测与注释：综合运用同源预测、转录组预测和从头预测等多种方法，研究人员预测出 29,496 个蛋白质编码基因，其中 29,395 个基因获得了功能注释。通过与多个数据库比对，这些基因在不同功能类别上得到了详细注释67。
- 染色体共线性分析：通过对灰鲳和刀鲚进行全基因组序列比对和基因共线性分析，研究人员发现二者存在一些保守区域，同时也存在结构重排，这为了解它们的基因组结构和进化分歧提供了重要信息89。
在研究结论与讨论部分，这项研究成功构建了灰鲳染色体水平的高质量基因组，这一成果意义重大。它为深入研究灰鲳的遗传机制提供了基础，有助于揭示其洄游行为、渗透压调节能力等独特生物学现象背后的遗传因素。通过比较基因组分析，还能更好地理解鲚属鱼类的进化历程。从应用角度看，这一基因组资源将为灰鲳的保护和可持续利用提供有力支持，比如帮助制定更科学的渔业管理策略，指导人工养殖实践，促进水产养殖业的发展。此外，该研究方法和成果也为其他鱼类的基因组研究提供了借鉴，推动了整个鱼类遗传学领域的进步，让我们在探索鱼类遗传奥秘的道路上迈出了坚实的一步。
