【研究进展】刘晓春教授团队完成棕点石斑鱼基因组图谱绘制并对其适应性进化和差异性生长的遗传机制提出新见解
棕点石斑鱼（Epinephelus fuscoguttatus），俗称老虎斑，是鲈形目、石斑鱼科、石斑鱼属的一种礁栖性名贵海水鱼类，也是我国和东南亚地区最重要的海水养殖种类之一。棕点石斑鱼还具有重要的育种价值，在石斑鱼杂交育种中，是非常理想的母本来源。刘晓春教授团队联合广东省海洋渔业试验中心，海南大学以及海南晨海水产有限公司联合开发的首个石斑鱼新品种-虎龙杂交斑(新品种登记号：GS-02-004-2016），就是其与鞍带石斑鱼（俗称龙趸）杂交所创制。该杂交新品种一经推广，便迅速发展成为我国最主要的石斑鱼养殖对象，极大地推动了我国石斑鱼养殖产业的发展。
刘晓春教授研究团队，是国家海水鱼产业技术体系“石斑鱼种质资源与品种改良”岗位团队，一直专注于石斑鱼种质资源鉴定和评价以及新品种创制等方面的研究工作。继2020年率先发表了豹纹鳃棘鲈（东星斑）基因组图谱以来，最近又完成了棕点石斑鱼的首个基因组物理图谱以及遗传图谱绘制。该研究，采用Illumina二代测序、PacBio三代测序以及Hi-C技术，组装了高质量的棕点石斑鱼基因组序列。棕点石斑鱼基因组全长1,047 Mb，contig N50为13.8 Mb，包含24,005个蛋白编码基因。通过BUSCO对基因组完整性进行评估，完整性达到97.49 %（图1）。该基因组图谱的完成为开展石斑鱼分子育种提供了重要的遗传资源。
图1 棕点石斑鱼基因组组装和质量检测
石斑鱼类基因组进化分析结果表明：棕点石斑鱼与驼背鲈（老鼠斑）的亲缘关系最近，分化时间约为11~23百万年前；与斜带石斑鱼（青斑）和鞍带石斑鱼的亲缘关系次之；与豹纹鳃棘鲈的亲缘关系最远。石斑鱼类基因组共线性分析发现：① 棕点石斑鱼自身没有明显的全基因组复制现象，Ks和4DTv分析策略也证明了这一点；② 棕点石斑鱼与鞍带石斑鱼以及驼背鲈的共线性非常高，这些石斑鱼种间具有非常高的杂交潜力（图2）。通过与其他石斑鱼的比较基因组学发现，棕点石斑鱼在抗病相关基因上发生了明显的扩张，包括NLRC3，IGL，TRIM25，FCRL和TRIM35等家族，推测环境病原微生物在其适应性进化中可能起了重要的作用。
另外，利用SNP标记，构建了首个棕点石斑鱼遗传连锁图谱，总长度为3,061.88 cM。联合遗传连锁分析、全基因组关联分析和群体遗传分析等方法，在20号染色体32,332,447 bp上，挖掘到一个与生长显著相关的标记（LOD值达5.92），位于该位点附近的基因meox1和etv4可能是潜在的生长相关基因（图3）。这些标记和基因的发现，为石斑鱼生长性状的遗传解析及其在品质改良中的利用打下基础。
图2 多种石斑鱼的进化分析和共线性分析
图3 棕点石斑鱼遗传连锁图谱以及生长相关标记的定位
研究成果于8月28日以“Whole-genome sequencing of brown-marbled grouper (Epinephelus fuscoguttatus) provides insights into adaptive evolution and growth differences” 为题在学术杂志Molecular Ecology Resources（中科院一区）在线发表。刘晓春教授的博士研究生杨扬为本论文的第一作者，蒙子宁副教授与刘晓春教授为论文的共同通讯作者。中山大学有害生物控制与资源利用国家重点实验室为该成果的第一完成单位。研究得到国家海水鱼产业技术体系（CARS-47），国家自然科学基金项目（31872572），广东省“扬帆计划”引进创新创业团队项目（No.201312H10），惠州市引进科技创新团队“天鹅计划”项目（20170214023102296），广州市科技计划项目（201804020013）的支持。
