染色体水平的小鳢(Channa asiatica)参考基因组组装及其在分子育种与进化研究中的应用

本研究通过整合PacBio HiFi长读长测序、Illumina短读长测序和Hi-C技术，成功构建了经济鱼类小鳢(Channa asiatica)的高质量染色体水平基因组（大小659.44 Mb，锚定率98.18%）。该研究解决了该物种基因组资源匮乏的瓶颈，注释出26,603个蛋白编码基因（功能注释率93.68%），为解析其环境适应性、色素变异(Csflra基因)及重金属(Cr6+)响应机制提供了关键分子基础，对推进鳢科鱼类比较基因组学与精准育种具有重要意义。

　　

在东南亚和中国长江以南的淡水水域中，一种体表布满银白斑纹的小型鱼类——小鳢（Channa asiatica）正因其独特的经济价值引发关注。这种兼具食用与观赏价值的鱼类，不仅生长迅速、肉质鲜美，还能通过鳃耙进行空气呼吸以适应低氧环境。然而，尽管其养殖需求日益增长，基因组资源的缺失严重制约了对其环境适应性、体色变异（如白化突变）以及重金属（如Cr⁶⁺）解毒机制的深入研究。此前，学界仅掌握其线粒体基因组（16,550 bp）和零星功能基因（如csflra白化相关突变）的数据，染色体水平的基因组图谱仍是空白。

针对这一瓶颈，中国水产科学研究院珠江水产研究所（Key Laboratory of Tropical and Subtropical Fishery Resources Application and Cultivation, Ministry of Agriculture and Rural Affairs）的研究团队在《Scientific Data》发表了首个小鳢染色体水平参考基因组。研究人员采用多组学技术联用策略：基于PacBio HiFi长读长（平均15.96 kb）和Illumina短读长（150 bp PE）测序完成初步组装，结合Hi-C技术（101.46 Gb数据）将98.18%序列锚定至23条染色体，最终获得N50达29.61 Mb的高连续性基因组。通过17-mer分析估算基因组大小为622.51 Mb，重复序列占比27.72%（以DNA转座子为主）。基因注释整合了转录组与同源证据，预测出26,603个蛋白编码基因，其中99.29%通过BUSCO评估验证。

基因组特征解析
基因组大小为659.44 Mb，GC含量42.03%，23条染色体中最大为47.37 Mb（Chr14）。重复序列注释发现LTR元件占1.47%，LINEs达7.63%，其中RTE/Bov-B类占比最高（2.03%）。功能注释显示94.47%基因在NR数据库有匹配，69.24%注释到SwissProt。

比较基因组学发现
通过MCscan分析小鳢与日本青鳉（Oryzias latipes）、乌鳢（Channa argus）等鱼类的基因组共线性，发现尽管存在染色体重排事件，但核心基因簇呈现显著保守性。

技术方法亮点

1. 采用HiFi长读长与Hi-C染色质构象捕获技术提升组装连续性
2. 结合RNA-seq（10组织混合样本）指导基因结构预测
3. 通过BUSCO评估显示基因组完整性达98.93%

这项研究填补了鳢科鱼类基因组资源的空白，为后续研究提供了三大支撑：

1. 分子育种：基因为编辑靶点筛选（如白化相关csflra）奠定基础
2. 环境适应：解析空气呼吸与重金属耐受的分子机制
3. 进化研究：通过比较基因组揭示鳢科鱼类染色体演化规律

研究团队特别指出，该基因组中鉴定的转座子活跃区可能与物种快速适应性进化相关，而高密度SSR标记（简单序列重复）将加速经济性状关联分析。这些发现不仅推动小鳢养殖业的精准育种实践，也为理解淡水鱼类环境适应提供了新模式系统。