染色体水平基因组组装揭示斑节龙虾(Panulirus homarus homarus)的生态适应与资源保护价值

为解决龙虾种质资源保护与可持续开发的基因组学瓶颈，中国水产科学研究院黄海水产研究所团队通过PacBio长读长测序与Hi-C技术，成功构建了斑节龙虾(P.h.homarus)染色体级别参考基因组（2.61Gb，contig N50 5.43Mb）。该研究填补了甲壳类高连续性基因组空白，揭示了73条染色体结构及25,580个功能注释基因，为生态适应机制解析和种质资源管理提供了关键分子工具。

　　

斑节龙虾染色体基因组破译：生态守护者的生命密码
全球珊瑚礁生态系统中，斑节龙虾(Panulirus homarus homarus)作为关键"工程师物种"，通过调控底栖生物种群维持海洋生态平衡。然而过度捕捞与栖息地退化导致其资源锐减，而基因组信息的匮乏严重制约了科学保护与养殖开发。尽管已有美国龙虾(Homarus americanus)和锦绣龙虾(P. ornatus)基因组报道，但斑节龙虾此前仅有的1.3Gb碎片化组装(scaffold N50仅2.9kb)难以支撑深度研究。

中国水产科学研究院黄海水产研究所任宪云团队联合多家单位，采用多组学技术攻克了这一难题。研究通过整合341.51Gb PacBio长读长、364.32Gb Hi-C数据及多组织转录组，构建了首个染色体级别的斑节龙虾基因组（2.61Gb），将96.05%序列锚定至73条染色体，scaffold N50提升至36.69Mb。BUSCO评估显示97.2%核心基因完整性，CEGMA验证92.34%保守基因覆盖，证实其目前甲壳类最完整基因组之一。

关键技术方法
研究采用肌肉组织样本，结合Illumina短读长(140.56Gb)、PacBio CLR长读长(341.51Gb)和Hi-C(364.32Gb)三维基因组技术，通过Wtdbg2与Flye双策略组装，经Arrow和Pilon多轮抛光。重复序列通过RepeatMasker和de novo预测，基因结构采用EVM整合ab initio、同源比对及6组织RNA-seq证据。

基因组特征解析
转座元件占基因组61.69%，其中长散在核元件(LINEs)达37.44%，长末端重复(LTRs)占30.06%。Kimura分歧分析显示近期转座爆发事件。鉴定出20,765个miRNA和3,608个tRNA等非编码RNA，揭示复杂调控网络。

比较基因组学发现
与锦绣龙虾基因组比对显示高度共线性，但斑节龙虾特有基因家族扩张与免疫、渗透调节相关，解释其广盐性适应机制。生长相关基因如蜕皮激素通路成员数量显著多于其他甲壳类，佐证其养殖生长优势。

资源保护与产业价值
该基因组为野生种群遗传多样性监测提供分子标记，破解了幼虫人工繁育的基因调控瓶颈。注释的25,580个基因中98%获得功能标注，其中68.5%匹配Swiss-Prot数据库，82.8%注释KEGG通路，为抗病育种提供靶点。

这项发表于《Scientific Data》的研究，不仅填补了海洋经济物种基因组空白，更建立了珊瑚礁生态系统保护的分子监测框架。基因组数据已开放获取（NCBI登录号GCA_043589495.1），将推动全球龙虾资源可持续利用从经验型向精准分子设计转型。研究团队特别指出，该参考基因组可支持气候变化背景下种群适应性进化研究，为构建海洋命运共同体提供科学支撑。