基于HiFi和Hi-C技术的点斑副绯鲤(Parupeneus biaculeatus)首个染色体水平高质量基因组解析

本研究通过整合HiFi长读长和Hi-C技术，首次构建了点斑副绯鲤(Parupeneus biaculeatus)染色体水平高质量基因组（657.58 Mb，N50=9.35 Mb），填补了鲻科鱼类基因组资源空白。团队预测了22,490个功能注释率达98.37%的蛋白编码基因，揭示34.83%的重复序列占比，为研究其独特摄食行为（hyoid barbels）的分子机制及鲻科与海龙目(Syngnathiformes)的系统发育争议提供了关键遗传基础。

　　

在海洋生物多样性研究中，鲻科(Mullidae)鱼类因其独特的摄食适应性特征——可独立运动的舌颌触须(hyoid barbels)而备受关注。作为该科代表性物种，点斑副绯鲤(Parupeneus biaculeatus)在西太平洋生态系统中扮演重要角色，但其遗传学研究长期受限于基因组资源的匮乏。更棘手的是，传统形态学分类将鲻科归入鲈形目(Perciformes)，而分子证据却暗示其与海龙目(Syngnathiformes)存在密切关系，这种系统发育争议亟待染色体水平基因组数据的解决。

广东海洋大学的研究团队在《Scientific Data》发表了该物种首个染色体水平基因组。研究采用PacBio HiFi长读长(35.92×覆盖度)结合Hi-C(82.26×)技术，从中国惠州海域采集的雌性个体中获取肌肉组织样本，通过Hifiasm组装和3D-DNA染色体挂载，构建了包含22条染色体的高质量参考基因组。

关键方法

1. 测序策略：组合使用DNBSEQ短读长(80.68×)、PacBio HiFi长读长和Hi-C技术
2. 基因组调查：k-mer分析(17-mer)估算基因组大小(586.53 Mb)和杂合率(0.93%)
3. 染色体构建：Juicer和3D-DNA进行Hi-C辅助挂载
4. 基因注释：整合同源预测(斑马鱼等)、RNA-seq和ab initio工具(MAKER流程)
5. 质量评估：BUSCO(99.3%完整性)和Merqury(QV=59.6453)

基因组特征
通过Hi-C热图验证的22条染色体覆盖99.34%基因组序列，最长染色体达57.98 Mb。重复序列占34.83%，其中LTR反转座子(9.15%)和DNA转座子(21.33%)为主要成分。基因预测显示平均每个基因含10.21个外显子，与硬骨鱼类典型特征一致。

比较基因组学
与海龙目代表物种（美丽短鳍海龙Doryrhamphus excisus、七彩麒麟鱼Synchiropus splendidus）的共线性分析揭示了染色体融合/断裂事件，为解释鲻科系统发育争议提供了新证据。

功能注释
98.37%基因获得功能注释，其中KEGG通路注释率达97.77%。特别值得注意的是，在化学感受器相关基因家族中检测到显著扩张，这可能与其独特的触须感知功能相关。非编码RNA鉴定发现6607个ncRNA，包括2311个tRNA和1488个rRNA。

这项研究建立的基因组资源为解析鲻科鱼类适应性进化提供了分子基础：一方面，高质量染色体水平组装为研究触须感觉器官的发育机制（如sox²、foxg¹等神经嵴标记基因）创造了条件；另一方面，比较基因组学结果支持鲻科与海龙目的密切关系，为硬骨鱼类系统发育树修订提供了新证据。数据已存入GenBank(JBHYRZ000000000)和国家基因组科学数据中心(GWHFDQG00000000)，将推动海洋鱼类进化发育生物学研究的深入开展。