9月25日，記者從西藏自治區(qū)農(nóng)牧學院水產(chǎn)科學研究所（以下簡稱“區(qū)農(nóng)科院水產(chǎn)所”）了解到，該所牟振波研究員團隊，繪制完成了世界上首個染色體水平的高原特有典型四倍體魚類——異齒裂腹魚的基因組圖譜，為其他高原魚類進化、基因組多倍化和極端環(huán)境適應性研究提供了重要的信息和參考。該項目，區(qū)農(nóng)科院水產(chǎn)科學研究所為第一完成單位，由武漢理工大學、華中農(nóng)業(yè)大學、西南大學、大連海洋大學和吉林農(nóng)業(yè)大學共同完成。

科研人員在野外。圖由自治區(qū)農(nóng)牧學院水產(chǎn)所提供

　　在過去的5000萬年間，青藏高原一直處于隆升過程，并伴隨著極端地質(zhì)運動和氣候變化。這使得青藏高原成為了研究高原環(huán)境下動物進化和適應機制的“天然實驗室”，也是全世界生物學家關(guān)注的熱點區(qū)域。

　　區(qū)農(nóng)科院水產(chǎn)所所長牟振波研究員告訴記者：“魚類相對于陸生生物而言，更容易受到地質(zhì)變化和氣候波動下的水生態(tài)環(huán)境的影響。因此，高原特色魚類是研究高原環(huán)境下生物進化、物種形成和適應性機制良好的生物材料。然而，目前高原生物進化和適應性研究主要集中在人類、動物和植物等陸生生物?！?/p>

　　“裂腹魚亞科隸屬鯉形目、鯉科，是隨著青藏高原的隆升而出現(xiàn)的特化類群，屬青藏高原魚類三大類群之一。在中國有70多種，占世界的80%以上，主要分布在青藏高原及其鄰近地區(qū)的湖泊和河流中。裂腹魚亞科大多數(shù)為四倍體或六倍體，因此，裂腹魚是研究多倍體魚類和高原適應性機制的重要材料。異齒裂腹魚是青藏高原雅魯藏布江中分布量最大、對生態(tài)環(huán)境最重要的一種裂腹魚?！眳^(qū)農(nóng)科院水產(chǎn)所研究員劉海平介紹。

　　該研究團隊在獲得了染色體級別的基因組序列后，對基因組進行了深入分析。研究發(fā)現(xiàn)，異齒裂腹魚在大約123萬年前發(fā)生了全基因組復制，目前復制后的二套染色體之間序列的一致性高達95%以上；但是它們之間存在大量的重復序列插入。進一步研究發(fā)現(xiàn)，這些重復序列的插入，不僅形成了再二倍化的初步序列特征，而且影響了附近基因的表達模式，導致了基因表達和功能的再二倍化。同時，與DNA修復、葉酸吸收代謝和能量平衡相關(guān)的基因受到了顯著的自然選擇，這可能促動了異齒裂腹魚的高原適應性的形成。異齒裂腹魚全基因組復制的時間與末次冰期青藏高原加速隆起時間一致，進一步體現(xiàn)了異齒裂腹魚基因組對于研究高原特色魚類進化和高原地理氣候演化關(guān)系的重要性。

　　記者了解到，與其他多倍體魚類不同，異齒裂腹魚是迄今為止發(fā)現(xiàn)的較年輕的自然多倍體魚類，這為科學家們提供了研究多倍體基因組早期進化和再二倍化非常珍貴的材料。該研究是青藏高原魚類基因資源開發(fā)、利用和保護研究的重要進展。

　　針對該研究成果，中科院水生生物研究所桂建芳院士表示：“多倍體魚類不僅是重要的育種材料，而且在極端自然環(huán)境下魚類進化、物種形成和適應性方面發(fā)揮了重要的作用。本研究對于闡釋青藏高原裂腹魚多倍化與其環(huán)境適應性有非常重要的意義?！?/p>

　　可以說，這些青藏高原生物資源為生物進化和育種研究提供了寶貴的資源。異齒裂腹魚基因組的公布和挖掘，揭示了青藏高原四倍體魚類的進化和早期再二倍化的基因組特征，填補了國際上青藏高原多倍體魚類基因組研究的空白。