11月26日,我院徐鹏教授课题组以 “Research advances and future perspectives of genomics and genetic improvement in allotetraploid common carp”为题的综述论文在《Reviews in Aquaculture》期刊在线发表。该期刊为农林科学一区top期刊,最新影响因子为10.592,渔业领域排名第一。该文首次从基因组学、遗传学及遗传改良等方面对鲤鱼近几十年来的研究广度和深度及应用前景进行了较为全面的阐述,并提出了未来种质创新等方面的对策和展望。
鱼类被视为21世纪人类的最佳动物蛋白质来源,联合国粮农组织已将水产品列入粮食范畴。鲤是世界上最重要的淡水养殖鱼类之一,占据全球水产养殖产总量的7%以上。除了食用价值,鲤鱼的品种品系还被用于观赏鱼和休闲渔业。该论文主要对鲤基因组资源和遗传工具、种质资源和遗传多样性、经济性状遗传解析、基因组操作工具等诸多研究进展进行概述,并从表型精细测评、高通量基因型分析、现代化育种技术手段、海量数据资源整合等方面进行了展望。鲤共有100条染色体,为异源四倍体鱼类,在硬骨鱼类基因组进化过程中经历过独特的基因组加倍。异源四倍体物种不仅表现出在生物量、繁殖力、适应性等方面优于亲本的特性,并且被认为可以永久固定杂种优势。该论文还提出鲤鱼的异源四倍体特征及由此带来的杂种优势属性对未来鲤及近源物种遗传改良的巨大潜力。
徐鹏教授长期致力于鱼类遗传学和遗传育种研究,先后主持国家重点研发计划项目、国家863计划重点项目课题、国家自然科学基金项目等多个国家级科研项目。为了系统开发鲤基因组资源,发掘功能基因,开发高效分子育种工具,应用于鲤的品种改良,徐鹏教授作为“鲤基因组计划”的主要发起人和参加人,先后完成了对鲤基因组资源的全面开发,绘制了国际上首个四倍体脊椎动物基因组图谱,阐明了鲤异源四倍体起源和基因组演化特征,揭示了四倍体鲤基因组的表达分化与表观调控机制;研发了首个鲤科鱼类高通量单核苷酸多态性分型芯片,解析了鲤生长、鳞被、体色、抗病等重要经济性状的遗传基础和调控机制,为鲤遗传选育和深入解析鱼类倍性演化和构建国际先进的鲤遗传选育体系奠定了重要基础,相关研究成果发表在《Nature Genetics》《Nature Communications》《Molecular Biology and Evolution》等国际权威学术期刊。目前鲤多个版本参考基因组等数据已被欧洲生物信息研究所EMBL-EBI的Ensembl基因组数据库等收录,极大便利了鱼类遗传学和遗传育种领域同行获取鲤基因组数据和在基因组尺度开展研究工作,为鲤鱼遗传学和倍性演化生物学研究的不断深度拓展奠定了基础。课题组近年来聚焦于鲤基因组倍增后两套亚基因组如何进行对称或非对称演化,亚基因组如何共同调控表型性状,以及异源四倍体特有的杂种优势固化的遗传基础等前沿科学问题展开研究探索,以期为鲤科鱼类种质创新和遗传改良提供新的思路和理论支持。
2018级博士生陈琳为第一作者,徐鹏教授为通讯作者,中国水产科学研究院许建副研究员、黑龙江水产研究所孙效文研究员为共同作者。该成果得到国家重点研发计划(2019YFE0119000)、国家自然科学基金(31422057,31872561)等支持。
图1. 异源四倍体鲤起源及物种分化
图2.鲤数据资源及遗传育种展望
论文链接:https://doi.org/10.1111/raq.12636
Chen, L, Xu, J, Sun, X, Xu, P. Research advances and future perspectives of genomics and genetic improvement in allotetraploid common carp. Rev. Aquac. 2021; 00: 1– 22.