染色体水平基因组组装揭示黄海优势种田中氏狮子鱼(Liparis tanakae)的生态适应机制

本期推荐研究人员通过整合PacBio HiFi长读长、Hi-C和Illumina测序技术，完成了田中氏狮子鱼(Liparis tanakae)染色体级别基因组组装（574.44 Mb， scaffold N50 24.64 Mb），预测20,933个蛋白编码基因并揭示28.28%重复序列占比。该研究解决了该物种基因组资源匮乏问题，为解析其长期生态优势的分子机制及深海适应进化研究奠定基础。

　　

研究背景与科学问题
作为黄海生态系统的顶级捕食者，田中氏狮子鱼(Liparis tanakae)在维持生态系统结构和功能中扮演关键角色。这种鱼类展现出对气候变化和捕捞活动等外界压力的快速适应能力，自1980年代以来持续保持种群优势地位。然而，先前研究多集中于生态学层面，其长期占据生态优势的分子机制及适应进化潜能尚未阐明。现有基因组资源（如NCBI参考基因组Tanakav1）存在组装连续性不足（926个scaffolds）、未进行短读长校正等问题，严重制约了该物种的分子进化研究。

研究设计与成果
中国水产科学研究院黄海水产研究所联合青岛海洋科技中心的研究团队，通过整合多组学技术构建了高质量的染色体级别基因组。研究采用成年雌性个体肌肉组织，结合PacBio HiFi长读长（47.28X）、Hi-C（85.96X）和Illumina短读长（75.44X）测序数据，经Hifiasm组装和Hi-C染色体挂载，最终获得包含24条假染色体的574.44 Mb基因组（scaffold N50 24.64 Mb），较参考基因组增加20.18 Mb并提升连续性指标。

关键技术方法
样本采集自黄海（123°10'E,38°33'N），采用CTAB法提取DNA。基因组组装使用Hifiasm进行初组装，Pilon基于Illumina数据抛光，Hi-C数据通过HiC-Pro和LAchesis完成染色体挂载。重复序列通过LTR_FINDER和RepeatMasker注释，基因预测整合了ab initio、同源比对和RNA-seq证据。质量评估采用BUSCO（vertebrata_odb10）和Merqury分析。

主要研究结果

1. 基因组组装质量
   最终组装序列97.87%锚定至24条假染色体（图1），BUSCO完整度达97.3%（单拷贝基因92.9%），Merqury QV值36.98，Illumina读段映射率98.10%。相较于参考基因组GCA_036178185.1，本研究的scaffold N50提升6.9%（24.64 vs 23.04 Mb），未锚定scaffold减少88.7%（102 vs 902）。

1. 基因组特征
   检测到162.47 Mb重复序列（28.28%），以DNA转座子（8.06%）、LINEs（5.04%）和LTRs（2.09%）为主（表4）。预测20,933个蛋白编码基因（97.34%完成功能注释，图2）及46,587个ncRNA，包括32,466个tRNA和10,955个rRNA（表5）。GC含量41.26%，显著低于参考基因组的43.5%。

研究意义与展望
该研究首次提供高质量的田中氏狮子鱼染色体级别基因组，填补了该物种在Liparidae科（含深海极端环境适应物种）进化研究中的基因组空白。通过与马利亚纳海沟狮子鱼（Pseudoliparis swirei）等深海近缘种的比较基因组学分析，将有助于揭示脊椎动物适应深渊环境的分子机制。基因组资源（GenBank: JBMEBB000000000）为后续研究该物种的种群遗传结构、环境适应分子标记筛选及黄海生态系统稳定性维持机制提供了关键数据支撑。研究结果发表于《Scientific Data》，标志着我国在海洋鱼类基因组学研究领域取得重要进展。