中国首例虹鳟鱼新品系“水科1号”全基因组重测序揭示人工选择下的遗传特征与生长优势分子机制

为解决中国虹鳟鱼育种中缺乏自主知识产权品系的问题，研究人员通过全基因组重测序技术对"水科1号"(SK)新品系及其基础群体(CH)开展遗传分析，鉴定出217个受选择基因及Rgs12a等关键靶点，揭示了生长、免疫等性状的分子机制，为基因组辅助育种提供理论支撑。

　　

虹鳟鱼作为全球重要的冷水性养殖鱼类，其高营养价值和经济价值推动着产业快速发展。然而中国虹鳟养殖长期依赖引进种质，存在生长性能不足、适应性差等问题。2021年，中国水产科学研究院黑龙江水产研究所通过17年选育，成功培育出首个自主虹鳟新品系"水科1号"(SK)，其生长速度较基础群体提升21.9%，但遗传改良机制尚未阐明。

研究人员采用全基因组重测序技术对SK品系及其基础杂交群体(CH)共68个样本进行分析。通过比对参考基因组，获得平均10×覆盖深度的19,825,329个高质量SNP位点。结合群体遗传分化指数(F_st)、核苷酸多样性(θ_π)和复合似然比(CLR)等方法，系统解析了人工选择下的基因组特征。

Sample and data collection
研究采集SK品系和CH群体各34尾个体的尾鳍组织，CH群体由朝鲜、美国、丹麦和挪威四个地理种群杂交构建。

Data characterization and genetic diversity
测序数据显示SK群体SNP密度(8.88 SNPs/Kb)显著低于CH群体，杂合度降低且近交系数上升，表明选育过程导致遗传多样性下降。群体结构分析显示SK与CH形成明显遗传分化，连锁不平衡(LD)衰减速率差异揭示人工选择对基因组的影响。

Discussion
研究鉴定出217个受选择基因，涉及生长(Rgs12a)、早期发育、繁殖等性状。Rgs12a基因通过G蛋白偶联受体信号通路调控骨骼肌发育，其选择特征与SK品系的快速生长表型高度吻合。功能富集分析显示，这些基因主要参与细胞信号转导、离子稳态调节和生物钟调控等过程。

Conclusion
该研究首次揭示了中国虹鳟选育品系的基因组选择特征，发现人工选择导致遗传多样性降低的同时，也固定了有利等位基因。研究成果为虹鳟种质资源评估、基因组辅助育种提供了分子标记，对解析水产动物驯化遗传机制具有重要参考价值。论文发表于《Aquaculture》，得到农业农村部国家现代农业产业技术体系(CARS-46)等项目的资助。