青藏高原隆升助鲤鱼物种形成

 云南吻孔鲃 课题组供图

本报讯（实习生王东丽 记者李晨阳）近日，厦门大学徐鹏课题组完成了鲤二倍体祖先云南吻孔鲃高质量三代基因组图谱绘制。研究显示，鲤的物种形成或与中新世中期青藏高原隆升驱动的剧烈环境变化有关。该研究成果近日发表于《分子生态资源》。

云南吻孔鲃是一种广泛分布于我国西南部、缅甸、泰国等地的淡水鲤科鱼类。就我国来说，云南吻孔鲃自然分布于云南省澜沧江等流域、青藏高原的东南部。

此前，徐鹏课题组基于鲤同源染色体序列与近缘二倍体祖先基因组序列的相似性程度，首次成功将异源四倍体鲤基因组拆分为A、B两个亚基因组，确认了云南吻孔鲃是鲤B亚基因组的祖先近缘种，也就是鲤鱼的二倍体祖先。

该研究中，研究人员整合三代测序和Hi-C三维基因组技术，构建了染色体水平的云南吻孔鲃高质量三代基因组图谱，通过共线性比较发现，云南吻孔鲃与鲤B亚基因组保持较高的基因组共线性关系，但两基因组间存在结构变异，其或为染色体重排所致。系统演化分析显示，云南吻孔鲃与鲤异源四倍体形成时间基本一致。

研究结果将鲤异源四倍体起源事件的时空定位为中新世中期的东亚地区，与青藏高原东部隆升事件重合。该时期低温、干旱、低氧，物种多倍化现象在青藏高原生物中异常频发，加上鲤科鱼类多倍化物种多分布于青藏高原及其周边地区，提示鲤的物种形成可能和中新世中期青藏高原隆升所驱动的剧烈环境变化有关。

此外，研究人员构建了17474个云南吻孔鲃—鲤直系同源基因集，其中13389个基因集在云南吻孔鲃中仅存在一个拷贝基因，而在鲤中存在两个拷贝基因，这批基因富集RNA代谢、细胞生长、脂质生物合成等生物功能。研究同时发现，鲤中存在同源基因丢失现象，丢失原因或与基因集的选择压力有关，即鲤中单拷贝基因相对于部分同源基因，纯化选择更宽松，进化速率更快，由此积累了更多的有害突变，最终导致其中一个拷贝基因丢失。

研究显示，167个基因在鲤中受到正选择，即这些基因有利于物种的适应性演化，而被保留下来，这些基因富集免疫应答、胁迫响应等功能。研究指出，这类在鲤中受到正选择的基因或为异源四倍体鲤的广泛环境适应性和杂种优势提供解释。

相关论文信息：https://doi.org/10.1111/1755-0998.13365