近日，Cell子刊iScience在線刊發海洋所李軍研究組與劉靜研究組合作完成的題為“Chromosome-level Genome Reveals the Origin of Neo-Y Chromosome in the Male Barred knifejaw Oplegnathus fasciatus”的研究論文。該研究首次從全基因組層面證實條石鯛雄魚存在染色體融合現象，解決了雄魚異型染色體Y融合起源問題，為魚類異型染色融合演化及性別決定機制解析奠定了重要基礎。

　　條石鯛隸屬于石鯛科，該科包含7個種，其中條石鯛和斑石鯛主要分布在西太平洋海域，其它5種主要分布在印度洋海域。李軍研究組2008年率先構建了條石鯛和斑石鯛苗種全人工繁育技術工藝，實現了條石鯛和斑石鯛苗種的規?；庇?，同時研發了工廠化和網箱相耦合的“陸海接力”養殖新模式，實現了條石鯛和斑石鯛的高效養殖，并獲得2015年海洋科學技術獎二等獎。目前，條石鯛和斑石鯛已成為我國網箱及工廠化養殖新對象，市場價格達到200元/公斤，養殖規模正逐年擴大。

　　研究人員通過前期染色體核型及帶型分析發現條石鯛和斑石鯛染色體系統存在一個共同特點：雄魚（2n=47）染色體較雌魚（2n=48）少一條，并且雄魚染色體中存在一條體型異常巨大的染色體，推測它們的性別決定類型可能為X1X1X2X2/X1X2Y。據已報道的文獻資料顯示，世界上具有復性性染色體系統的硬骨魚類有60余種，其中具有X1X1X2X2/X1X2Y系統的硬骨魚類有37種，絕大多數為具有養殖和漁業增殖價值的魚種。復性性染色體系統中異型染色體的起源及遺傳組成模式，是一個重要的演化生物學問題。

　　該研究綜合采用二代Illumina測序、三代PacBio測序和染色體構象捕獲Hi-C技術，在國際上率先完成了條石鯛雌、雄染色體水平基因組組裝、注釋、雌雄基因組比較工作，獲得了條石鯛雌、雄個體染色體水平的高質量基因組；繪制了雄魚異型染色體Y的基因組序列和功能基因組成圖譜，精確揭示異型染色體Y基因組大小為94.2Mb，包含3064個基因，其中Y染色體特有基因172個，涉及著絲粒組裝蛋白P(cenpp)、聯會復合體組裝蛋白(sycp1)、染色體傳遞保真度蛋白8(ctf8)等染色體組裝和有絲/減數分裂相關基因，特有基因為實現雄魚二態型精子（精子1型：22+X8+X10=24；精子II型：22+Y9=23）染色體的組裝及穩定遺傳提供了保障?；谌旧w序列及功能基因同線性模塊分析，首次提出雄魚異型染色體Y起源于8號和10號染色體端著絲粒的斷裂融合，異型染色體Y存在顯著的染色體結構變異（SV）?；谌蚪M信息解析條石鯛異型染色體融合起源是硬骨魚X1X1X2X2/X1X2Y系統研究的首例，為后續硬骨魚X1X2Y系統的形成模式及及演化動力研究提供了參考，同時也為條石鯛性別決定機制、抗病選育研究奠定了基礎。條石鯛雌魚研究結果發表在生物領域綜合性刊物GigaScience（5年平均IF=7.441），雌雄基因組比較及異型染色體Y融合起源研究發表在Cell子刊iScience。

　　條石鯛異型染色體Y融合起源

　　條石鯛異型染色體Y融合起源模式

　　中科院海洋大科學研究中心為文章第一完成單位，肖永雙副研究員和肖志忠研究員為文章共同第一作者，李軍研究員和劉靜研究員為文章共同通訊作者。該研究得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金委、山東省重點研發計劃、青島市創新源頭計劃等項目聯合資助。

　　論文目錄：

　　1、Yongshuang Xiao, Zhizhong Xiao, Daoyuan Ma, Jing Liu*, Jun Li*. (2019). Genome sequence of the barred knifejaw Oplegnathus fasciatus (Temminck & Schlegel, 1844): the first chromosome-level draft genome in the family Oplegnathidae. GigaScience, giz013, 1-8.

　　2、Yongshuang Xiao, Zhizhong Xiao, Daoyuan Ma, Chenxi Zhao, Lin Liu, Hao Wu, Wenchao Nie, Shijun Xiao*, Jing Liu* and Jun Li*, Angel Herrera-Ulloa. (2020). Chromosome-level Genome Reveals the Origin of Neo-Y Chromosome in the Male Barred knifejaw Oplegnathus fasciatus. iScience (Cell 子刊), DOI: 10.1016/j.isci.2020.101039.

　　論文鏈接：

　　1、https://academic.oup.com/gigascience/article/8/3/giz013/5305267

　　2、https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2589004220302236