“破譯魚(yú)類(lèi)基因組序列，完成其基因組精細圖譜的繪制意義重大，可以為開(kāi)展魚(yú)類(lèi)重要經(jīng)濟性狀的遺傳解析、基因組選擇育種以及良種培育提供基因組資源和技術(shù)支撐，使魚(yú)類(lèi)遺傳育種研究進(jìn)入一個(gè)全新的階段。”中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)黃海所）研究員陳松林在接受《中國科學(xué)報》采訪(fǎng)時(shí)表示。
近日，在繼半滑舌鰨和褐牙鲆的全基因組精細圖譜完成之后，陳松林帶領(lǐng)團隊聯(lián)合青島華大基因研究院，首次完成了花鱸全基因組測序和精細圖譜繪制，研究論文發(fā)表于國際重要刊物GigaScience。
花鱸養殖業(yè)遭遇瓶頸
花鱸又被稱(chēng)為鱸魚(yú)、七星鱸、花寨，主要分布于渤海至南海的近岸水域以及通海的江河水域，具有生長(cháng)較快、適應性廣、味道鮮美等特點(diǎn)。
陳松林介紹，花鱸是我國重要的海水養殖魚(yú)類(lèi)，也是可以作為淡水馴化養殖的重要魚(yú)類(lèi)，具有很高的經(jīng)濟價(jià)值。近年來(lái)，我國花鱸養殖業(yè)發(fā)展迅猛，目前年產(chǎn)量達13萬(wàn)噸，已成為我國海水魚(yú)類(lèi)養殖主導品種之一。
不過(guò)，隨之逐漸出現一些問(wèn)題，如種質(zhì)退化、生長(cháng)變緩、養殖周期長(cháng)、病害發(fā)生日益嚴重、養殖成活率下降等，制約花鱸養殖業(yè)的可持續發(fā)展。
過(guò)去18年來(lái)，國內一些科技工作者對花鱸開(kāi)展了一系列研究，如花鱸繁育和苗種培育、遺傳多樣性鑒定、種質(zhì)冷凍保存、重要性狀相關(guān)基因克隆、細胞系建立、家系建立等，并取得一些重要進(jìn)展。
例如，黃海所的科研團隊從2004年開(kāi)始建立花鱸精子、胚胎冷凍保存技術(shù)和精子庫，構建花鱸胚胎干細胞和組織細胞系6個(gè)，而且發(fā)掘了花鱸多態(tài)性微衛星標記，克隆了花鱸生長(cháng)相關(guān)Myf5基因和生長(cháng)抑素MSTN等基因，并分析這些基因的表達模式。
但是，這些進(jìn)展依然滿(mǎn)足不了培育花鱸速生抗病優(yōu)良品種的需求。
陳松林表示，開(kāi)展花鱸育種研究，特別是采用基因組選擇育種技術(shù)來(lái)進(jìn)行花鱸抗病速生良種培育研究已經(jīng)成為重要研究方向，也是現在養殖魚(yú)類(lèi)中遺傳育種研究的發(fā)展趨勢。因此，亟須破譯花鱸基因組序列，發(fā)掘高產(chǎn)抗病抗逆等重要性狀調控的關(guān)鍵基因。
前沿技術(shù)解開(kāi)基因密碼
在青島海洋科學(xué)與技術(shù)試點(diǎn)國家實(shí)驗室科技創(chuàng )新計劃和鰲山人才培養計劃項目的支持下，陳松林團隊開(kāi)始著(zhù)手花鱸基因組研究。
他們采用新一代測序技術(shù)和HI-C三維基因組技術(shù)，構建了染色體水平的花鱸基因組圖譜；揭示花鱸基因組大小為668Mb，重復序列為132Mb，注釋基因為22015個(gè)。
進(jìn)化分析表明，花鱸與歐洲鱸魚(yú)關(guān)系最近，大概在87Mya開(kāi)始分化，并且二者染色體之間呈現較好的共線(xiàn)性。通過(guò)比較基因組學(xué)分析，篩選到125個(gè)花鱸特異基因家族，可能與花鱸自身的特征密切相關(guān)。
“破譯花鱸全基因組結構，可幫助深入理解花鱸的生命過(guò)程和進(jìn)化特征，也為今后解析花鱸重要經(jīng)濟性狀，比如生長(cháng)、抗病抗逆、性別、免疫等性狀的形成機制，建立基因組育種技術(shù)奠定了重要基礎。”陳松林說(shuō)。
多年來(lái)，陳松林一直耕耘在魚(yú)類(lèi)基因組研究的路上。2014年、2016年，陳松林帶領(lǐng)團隊相繼完成首個(gè)半滑舌鰨全基因組精細圖譜、褐牙鲆全基因組精細圖譜的繪制。今后他們還會(huì )繼續繪制更多的魚(yú)類(lèi)基因組精細圖譜。
“我們團隊的主要任務(wù)就是盡可能多的破譯海水養殖魚(yú)類(lèi)的基因組序列，繪制盡可能多的海水養殖魚(yú)類(lèi)基因組精細圖譜，為國內外科研工作者開(kāi)展海水魚(yú)類(lèi)重要性狀的遺傳解析和基因組育種研究提供基因資源和技術(shù)手段，幫助推動(dòng)魚(yú)類(lèi)遺傳改良和新品種培育的科研進(jìn)程。”陳松林說(shuō)。
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