染色体水平基因组图谱揭示罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)种质改良的分子基础

本研究为解决罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)种质退化与病害频发问题，通过PacBio HiFi和Hi-C技术构建了首个高质量染色体水平基因组（2.96Gb，N50=55.76Mb），注释27,111个蛋白编码基因并揭示53.16%重复序列特征。该成果为甲壳类适应性进化与分子育种提供了关键遗传资源，论文发表于《Scientific Data》。

　　

在东南亚和中国广泛养殖的罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)，因其生长快、营养高而成为三大淡水经济虾类之一。然而随着养殖规模扩大，种质退化与病害问题日益突出，传统育种方法难以突破瓶颈。究其根本，雌性基因组资源的匮乏严重制约了性别决定、抗病性等重要性状的研究进展。

中国水产科学研究院珠江水产研究所农业农村部热带亚热带水产资源利用与养殖重点实验室的研究团队，通过多组学技术破解了这一难题。他们在《Scientific Data》发表的成果，首次报道了雌性罗氏沼虾染色体水平基因组，为甲壳类进化研究和分子育种树立了新标杆。

研究采用三大关键技术：1）基于PacBio HiFi长读长测序（152.2Gb数据）结合MGI短读长测序完成初步组装；2）利用Hi-C技术（333.14Gb数据）将3012.15Mb序列锚定至59条染色体；3）整合转录组与同源蛋白数据预测功能基因，并通过BUSCO评估验证质量。样本来自广州养殖基地的性成熟雌虾，取10种组织进行多组学分析。

背景与意义

研究指出罗氏沼虾基因组资源长期滞后于凡纳滨对虾(Penaeus vannamei)等甲壳类，此前仅发布过雄性基因组草图。本次通过17-mer分析估算基因组大小3.03Gb（图1），其1.40%杂合度和32.6%重复序列含量为组装策略提供了关键参数。

基因组特征

最终获得2.96Gb染色体水平组装，contig N50达0.64Mb， scaffold N50提升至55.76Mb（表2）。Hi-C互作图谱（图2）显示59条染色体清晰分化，最长染色体110.47Mb。BUSCO评估完整性达94.37%（表3），显著优于先前版本。

重复序列注释

53.16%基因组被重复序列覆盖（表4），其中转座元件占比46.33%，包括15.86% DNA转座子和14.48% LTR（长末端重复序列）。图3d-g展示重复元件在染色体的分布特征，为研究基因组进化提供线索。

基因功能注释

预测27,111个蛋白编码基因（表5），平均含5.96个外显子。功能注释显示93.95%基因在公共数据库获得功能标签（表6），其中90.73%与Nr数据库匹配，49.68%具有KOG分类，为重要性状基因挖掘奠定基础。

这项研究不仅填补了罗氏沼虾雌性基因组空白，其高质量组装标准更为甲壳类比较基因组学研究树立新范式。发现的转座元件扩张现象为解释甲壳类基因组可塑性提供了新视角，而精确锚定的性染色体区域将助力性别控制育种技术开发。研究团队公开了所有原始数据（NCBI BioProject PRJNA1268154），为全球水产育种研究提供了不可替代的遗传资源。