染色体水平基因组组装揭示唇鱼科珊瑚礁鱼类Cheilinus chlorourus的进化与生态适应机制

本研究针对珊瑚礁生态系统关键物种唇鱼科( Labridae )基因组数据匮乏的现状，通过整合PacBio HiFi长读长测序、Illumina短读长测序和Hi-C技术，首次完成Cheilinus chlorourus染色体级别基因组组装（940.36 Mb，21条染色体锚定率达98.56%），鉴定29,213个蛋白编码基因(PCGs)和4,684 Mb重复序列。该成果为珊瑚礁鱼类适应性进化、功能基因组学研究提供了高质量参考基因组，填补了该物种基因组资源空白。

　　

珊瑚礁作为海洋生物多样性热点，其生态系统稳定性高度依赖唇鱼科鱼类的生态功能。作为仅次于雀鲷科的第二大珊瑚礁鱼类类群，唇鱼科包含600余种色彩斑斓的物种，在物质循环和生态平衡维持中扮演关键角色。然而令人惊讶的是，这个演化奇迹般的类群却长期缺乏高质量的基因组资源，严重阻碍了对其适应性辐射（adaptive radiation）和性选择机制的研究。特别是广泛分布于印度-太平洋海域的绿尾唇鱼（Cheilinus chlorourus），虽被证实是珊瑚礁健康的重要指示物种，其基因组信息却完全空白。

为解决这一瓶颈问题，烟台大学生命科学学院王立君、王旭敏团队在《Scientific Data》发表了首个绿尾唇鱼染色体水平基因组。研究人员从海南三亚近海采集样本，采用多组学技术路线：基于Illumina NovaSeq 6000平台获得21.95Gb清洁数据用于质量校正；PacBio Sequel II平台产生35.34Gb HiFi数据（N50 21.32kb）进行三代组装；配合118.09Gb Hi-C数据完成染色体锚定。K-mer分析（k=21）显示基因组杂合率仅0.795%，为高质量组装奠定基础。

基因组特征解析
通过Hifiasm软件构建的基因组框架显示，940.36 Mb组装结果中926.86 Mb成功锚定至21条染色体（30.07-63.24 Mb），contig N50达39.6 Mb，显著优于近缘种波纹唇鱼（Cheilinus undulatus）。BUSCO评估显示单拷贝基因完整度达97.9%，Merqury分析获得QV值65.5965，证实组装高度完整。

重复序列与基因注释
研究发现49.81%基因组由重复序列构成，其中DNA转座子（136.9 Mb）占比最高。通过整合de novo预测、同源比对和转录组证据，鉴定29,213个PCGs（平均外显子长度184.85 bp），79.93%的基因在Nr、GO等数据库获得功能注释。非编码RNA预测发现2,765个tRNA和619个snRNA。

比较基因组学
与8个近缘物种比较显示，绿尾唇鱼基因结构参数（如平均CDS长度1,538.6 bp）符合硬骨鱼类特征。Circos图谱直观展示基因密度与重复元件（如LTR密度2.45%）的染色体分布特征，21号染色体（32.07 Mb）呈现显著高GC含量（40.76%）。

该研究创建的基因组资源为解析珊瑚礁鱼类环境适应机制提供了关键分子基础：染色体水平组装使得选择压力分析、共线性研究成为可能；高精度重复序列注释为转座元件在物种分化中的作用研究铺平道路；保守基因集的鉴定则为唇鱼科系统发育研究确立新标准。特别值得注意的是，相较于其他珊瑚礁鱼类，绿尾唇展现出的基因组紧缩现象（较波纹唇鱼小24.3%）可能反映其独特的生态策略，这为后续比较基因组学研究提出了有趣的新命题。数据已存储于NCBI（登录号JBMUMZ000000000）和Figshare平台，将推动珊瑚礁生态系统保护生物学研究进入基因组时代。