近日来，喜讯连连！首先是2月3日，中国科学院深海科学与工程研究所何舜平研究员与西北工业大学王堃副教授的联合团队在《Molecular Biology and Evolution》上公布了高质量的剑鱼、旗鱼基因组，解析了它们的恒温机制。接着是3月1日，兰州大学草地农业生态系统国家重点实验室，生态学创新研究院杨勇志研究员团队在《Horticulture Research》上发表了毛榛染色体级别基因组，挖掘了影响榛子油脂合成的潜在基因和基因家族。希望组有幸参与两篇高质量论文的部分测序和组装工作，详细内容如下：
The Genomes of Two Billfishes Provide Insights into the Evolution of Endothermy in Teleosts发表期刊：Molecular Biology and Evolution（IF：11.062）研究对象：两种真骨鱼（sailfish and swordfish）主要技术平台：Nanopore、MGISEQ-2000、Hi-C主要完成单位：中国科学院深海科学与工程研究、西北工业大学通讯作者：何舜平研究员 (中科院深海所) 和王堃副教授 (西北工业大学)希望组贡献：提供本研究的测序和NextDenovo、NextPolish软件组装服务
图 sailfish and swordfish
恒温是生物体一种典型的趋同进化，可以帮助物种克服环境的约束，对生物体扩展生态位非常有利。在脊椎动物中恒温独立进化至少进行了８次，除了哺乳动物和鸟类这类恒温动物以外的物种，尤其是真骨鱼等水生恒温物种，它们的恒温起源和机制此前尚未完全了解。本研究选择恒温真骨鱼代表性谱系箭鱼和旗鱼为研究对象，通过测序和组装获得了高质量的染色体级别基因组，验证了其恒温的独立进化过程（图2）。Sailfish and Swordfish基因组组装大小分别为585.62Ｍb和 659.53 Mb，重复序列占比分别为26.70%和36.35%。图２脊椎动物的恒温起源和两种真骨鱼的基因组组装
同属真骨鱼的箭鱼和旗鱼与另一谱系的金枪鱼是独立起源的，但在表型上具有明显的趋同性，因此本研究在分子水平上分析了箭鱼、旗鱼和金枪鱼之间的趋同进化,发现了50个正向选择的趋同基因，有４个显著趋同信号的基因（图３），其中pkmb、ryr1a和atp2a1在同一个循环通路中，与深红色肌肉产热相关，可以使分解的ATP产生的能量用于产热而非钙离子运输。结合真骨鱼中的融合基因和谱系特异性的创新基因，发现了与产热、保存和调节相关的基因变化可能是真骨鱼恒温的关键(图３)。
图３ 真骨鱼和金枪鱼中产热的趋同进化
本项研究为我们揭开了两种真骨鱼的恒温起源之谜，解析了它们的恒温分子机制，同时也为今后的研究方向提供了参考意见：不同的恒温物种谱系之间的异同，分子水平上的趋同进化广泛性都值得深入研究探讨。高质量毛榛基因组为桦木科基因组的进化和榛子育种提供见解The Corylus mandshurica genome provides insights into the evolution of Betulaceae genomes and hazelnut breeding发表期刊：Horticulture Research（IF：5.404）主要技术平台：Nanopore、HiSeq X Ten、Hi-C希望组贡献：提供本研究的测序和NextDenovo、NextPolish软件组装服务图１ 毛榛
图２ 毛榛 C. mandshurica 基因组特征及进化和比较基因组分析
利用比较基因组学的方法，本研究重构了桦树属基因组的进化历程，通过推断桦木科五个基因组之间的同源性，确定了毛榛的进化地位，显示毛榛基因组是由于祖先基因组经历１次染色体相互易位，２次嵌套染色体融合和１次染色体端端相连形成了目前的11对染色体核型。同时推测桦木科物种共同起源于一个有14对染色体的祖先基因组，解析了桦木科物种繁多的原因是祖先基因组发生了多次断裂和融合等事件。
图３ 桦木科五个基因组的核型进化图解和祖先核型及进化过程中的染色体融合
本研究共鉴定了96个油酸生物合成的候选基因，其中10个表现出了快速进化和正向选择特性。进化分析探究了影响榛子油脂合成的潜在基因和基因家族，鉴定了764个油脂相关基因和一些于抗逆相关的基因家族，这些抗逆基因家族在毛榛基因组中呈现快速扩张趋势。
图４ 毛榛基因组代谢途径和生物合成相关基因
总而言之，本研究获得的榛子参考基因组是目前已公布的桦木科基因组中组装质量最完整的，并且首次鉴定了油酸生物合成相关的候选基因，将在榛子功能基因组研究和品质改善中产生巨大价值。
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