近日，中國水產(chǎn)科學研究院黃海水產(chǎn)研究所陳四清研究員團隊牽頭完成了中國真蛸（Octopus sinensis）染色體水平基因組的測序組裝工作，相關研究成果發(fā)表在國際重要學術期刊Molecular Ecology Resources上。

頭足類是軟體動物門中極為特殊的一類海洋物種，在海洋生態(tài)系統(tǒng)中扮演重要角色，也是一種重要的漁業(yè)資源。它們進化出一些類似脊椎動物的生物學結構，表現(xiàn)出復雜的行為特征，生活方式高度活躍，能夠適應多種海洋環(huán)境，是研究趨同進化機制和環(huán)境適應性的模式物種。高質量的基因組必將有助于頭足類生物學研究，但過大的基因組和高含量的重復序列一直制約著頭足類基因組學的發(fā)展。目前，頭足綱僅報道了5個物種的基因組數(shù)據(jù)（長蛸、加州雙斑蛸、真蛸、中國真蛸和夏威夷短尾魷魚）。

中國真蛸主要分布于北太平洋西部的溫帶淺海海域，特別是中國、韓國和日本沿海，其生長快、個體大（可達2.5kg/只），生命周期短（1年），產(chǎn)卵量大（10-20萬粒/只），具有重要的增養(yǎng)殖潛力。本次組裝的中國真蛸基因組大小為2.72Gb，其contig N50和scaffold N50分別為490 Kb和105.9 Mb，并將96.41%的組裝序列掛載至30條染色體上。與目前已發(fā)表的其他四種頭足類基因組比較，本研究完成的中國真蛸的基因組具有最高的連續(xù)性，是首個達到染色體水平的頭足類基因組。

比較基因組學分析發(fā)現(xiàn)預測的31676個基因中有24698個可劃入17020個基因家族。其中741個基因家族為10個物種共有，包含10653個同源基因。利用10個物種的238個單拷貝同源基因構建系統(tǒng)進化樹，結果表明長蛸的分化時間早于中國真蛸和加州雙斑蛸，而中國真蛸與加州雙斑蛸關系更近，其分化時間約為13.88 Mya（圖1）。

圖1中國真蛸與其它9個物種種系統(tǒng)進化分析

頭足類基因家族聚類分析表明中國真蛸有1179個特有基因家族，包含5090個基因(圖2)，它們可能對中國真蛸的特有性狀具有重要作用。基因收縮和擴張分析表明中國真蛸擴張的基因家族有629個，擴張基因家族中的基因主要參與代謝和免疫過程。其中，C2H2鋅指基因家族和鈣粘蛋白基因家族僅在長蛸、加州雙斑蛸和中國真蛸中發(fā)現(xiàn)擴張，而在夏威夷短尾魷魚和其它物種的基因組中未發(fā)現(xiàn)擴張。

圖2頭足綱基因家族聚類分析

黃海水產(chǎn)研究所李鳳輝、邊力和葛建龍為該論文共同第一作者，陳四清研究員為通訊作者。本研究獲得了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術體系專項資金（CARS-49）和中國水產(chǎn)科學研究院基本科研業(yè)務費（2020GH02）等項目的資助。

全文鏈接：https://doi.org/10.1111/1755-0998.13216