染色体水平基因组组装揭示濒危物种朱红笛鲷(Rhomboplites aurorubens)的遗传保护价值

本研究针对过度捕捞导致种群衰退30%的易危物种朱红笛鲷(Rhomboplites aurorubens)，通过整合PacBio长读长、Illumina短读长和Hi-C数据，首次完成该物种染色体水平基因组组装（987.5 Mbp，N50 41.3 Mbp），预测34,496个基因并注释线粒体基因组。该成果为笛鲷科鱼类生态基因组学和可持续渔业管理提供关键工具。

　　

在热带海洋生态系统中，笛鲷科(Lutjanidae)鱼类占据着重要地位，其中朱红笛鲷(Rhomboplites aurorubens)作为西大西洋重要的经济鱼种，却因过度捕捞导致种群数量在过去几十年间锐减30%，被IUCN列为易危物种。更严峻的是，市场上普遍存在将其误标为红笛鲷(Lutjanus campechanus)的现象，这种"挂羊头卖狗肉"的行为加剧了资源管理的混乱。尽管该物种具有显著的商业和生态价值，其基础生物学研究却长期滞后——在基因组学时代，连一份完整的遗传参考图谱都尚未建立。

为破解这一困局，美国国家自然历史博物馆（National Museum of Natural History, Smithsonian Institution）联合希腊亚历山大·弗莱明生物医学研究中心等机构的研究团队，在《Scientific Data》发表了首个朱红笛鲷染色体水平基因组。研究人员采用多组学联合作战策略：通过路易斯安那海域野生样本获取肌肉组织，利用PacBio HiFi长读长（6.7 Mbp）保证组装连续性，结合Hi-C（224.2 Mbp）和Illumina短读长（316.8 Mbp）进行染色体锚定，最终经HiC-Pro+EndHiC管道优化获得包含24条染色体的高质量参考基因组。

基因组测序与组装
研究团队采用三重技术交叉验证：hifiasm v.0.19.5初步组装后，分别通过Juicer+3D-DNA和HiC-Pro+EndHiC（100k/150k bp）两种管道优化。QUAST评估显示后者在连续性（contig N50 41.3 Mbp）和完整性（97.8% BUSCO）表现更优。特别值得注意的是，通过端粒序列分析（TTAGGG/CCCTAA模式）验证了染色体末端的组装质量，这在鱼类基因组中较为罕见。

基因组注释与比较分析
RepeatModeler鉴定出39.16%的重复序列，GALBA流程预测的34,496个基因中，83%为单拷贝完整基因。与17个Eupercaria类群比较显示，朱红笛鲷基因组规模（987.5 Mbp）位居前列但基因数量最少，暗示其可能存在特殊的基因压缩机制。STAG系统发育树支持将笛鲷科归入Lutjaniformes目，而非传统分类的Acanthuriformes。

线粒体基因组特征
组装获得的16,670 bp环状线粒体基因组与已知序列相似度达99.6%，包含13个蛋白编码基因、2个rRNA和22个tRNA。GC偏移分析显示典型的脊椎动物线粒体碱基偏好模式。

这项研究建立的基因组资源具有三重里程碑意义：其一，作为大西洋笛鲷科首个染色体水平参考基因组，为种群遗传学研究设立新标准；其二，通过揭示朱红笛鲷独特的基因组特征（如异常高的基因组大小与低基因数量），为鱼类基因组进化提供新见解；其三，开发的Hi-C优化流程（特别是100k bp分箱策略）为其他硬骨鱼类基因组组装提供技术范本。该成果不仅有助于打击商业欺诈性误标行为，更可通过分子标记开发实现渔业资源的精准管理，为IUCN易危物种的保护决策提供科学依据。正如通讯作者S. Herrera强调的，这项研究填补了热带经济鱼类"基因组空白"的关键一环，标志着笛鲷科鱼类研究正式进入后基因组时代。