关键词：
七彩神仙鱼
群体遗传学
遗传多样性
单核苷酸多态性
全基因组重测序
选择消除分析
摘要：
盘丽鱼(Symphysodon spp.)俗称七彩神仙鱼,是一种广受欢迎的观赏性慈鲷科(Cichlidae)鱼类,经长期杂交选育,成功地培育出了众多体色鲜艳、花纹变幻的人工品种。为了产生具有特异性形态特征的新品种,人工选育七彩神仙鱼进行了多代反复的杂交、回交、近交,然而,由于多数品种的遗传起源缺乏规范记录,只能通过它们多样化的外形特征进行分类,使其谱系的确定变得十分困难。因此,了解现有不同品种之间的系统发育关系,并进行基于分子遗传学的科学分类,对于保持名优品种遗传特征的稳定性并制定合理的育种计划是至关重要的。本团队获得了组装到染色体的盘丽鱼高质量基因组序列,基于全基因组重测序分析了野生和蓝色七彩神仙鱼的遗传多样性和蓝色体色形成相关的选择信号。首先,采用第二代高通量测序技术对七彩神仙鱼的9个野生型个体、8个全蓝型个体和10个白化蓝型个体进行了全基因组重测序,总测序数据量达到了253.029 Gb,clean data数据量的共为242.538Gb,测序质量值Q20高于96.84%,Q30高于92.21%,GC含量的翻去区间为42.21%～44.64%,测序质量为正常。与七彩神仙鱼参考基因组的比对率可达到平均值为99.04%,测序深度的平均值为8.24 X。共检测出了3601828个单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism,SNP)位点,经严格地过滤和筛选后,得到了1360293个高质量的SNP用于后续分析。随后,研究了七彩神仙鱼的群体遗传多样性情况,分析了野生型和两种人工选育蓝色群体的亲缘关系和遗传差异。以SNP为基础计算了4个群体遗传多样性指标,分别为多态性信息含量(Polymorphic Information Content,PIC)、核苷酸多态性(Nucleotide Diversity,Pi)、期望杂合度(Expected Heterogosity,He)、观测杂合度(Observed Heterogosity,Ho)。三个群体的PIC值都处于中低度水平,Pi、He、Ho表明,野生型、全蓝型和白化蓝型的遗传多样性呈递减趋势,两个选育群体的杂合度很低,与人工选育史呈现一致性。个体系统发育树、群体遗传结构和主成分分析的结果相互印证,它们都显示3个群体的遗传图谱与选育史基本一致,群体间相互独立,且内部聚集明显。连锁不平衡分析结果说明,白化蓝型群体承受着最大的选择压力,其次是全蓝型群体。最后,基于SNP计算了对野生型、全蓝型、白化蓝型3个群体的群体分化指数(Population Differentiation Index,Fst)和核苷酸多态性(Nucleotide Polymorphism,Pi),采用滑窗法分析了群体选择信号,进行了Fst和Pi联合的选择消除分析,筛选全蓝型群体相对于野生型群体的选择信号(即Blue vs Wild,或在后续简称为BF vs WF)和白化蓝型群体相对于全蓝型群体的选择信号(即Albino vs Blue或在后续简称为AF vs BF),评估了与体色形成相关的基因组区域。结果表明,全蓝型群体的第3、12、13、18、20号染色体和白化蓝型群体的第1、16、18和19号染色体的较大区域内存在强烈的选择信号。结合SNP功能注释和在不同群体中的出现频率,缩小了受选择SNP的范围,随后,使用聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)技术和一代Sanger测序相结合的方法验证了SNP的真实性。在全蓝型群体中鉴定出了13候选SNP,分别位于LG03＿47060063、LG03＿47060487、LG12＿2861101、LG12＿2877165、LG13＿21490048、LG13＿21491162、LG13＿21534604、LG13＿21534625、LG13＿24930478、LG13＿24977861、LG13＿24988445、LG13＿24988658、LG20＿7991831。在白化蓝型群体中鉴定出了9个SNP,分别位于LG01＿15349057、LG01＿15349102、LG01＿27388385、LG02＿44971028、LG12＿418716、LG16＿24260773、LG16＿24292657、LG19＿19949950、LG23＿6733984。
