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詹姆斯库克大学（JCU）的研究人员首次成功绘制了澳大利亚著名海鲜品种 – 澳洲黑虎虾 – 的基因组图谱，这有助于在未来培育出体积更大、抗病性更强的品种。
詹姆斯库克大学（JCU）的研究人员首次成功绘制了澳大利亚著名海鲜品种 – 澳洲黑虎虾 – 的基因组图谱，这有助于在未来培育出体积更大、抗病性更强的品种。
这项研究成果于近日发表在《G3 Genes|Genomes|Genetics》杂志上。JCU水产养殖学教授Dean Jerry表示，这项研究是由ARC先进对虾育种产业转型研究中心开展的，是多个研究机构合作的成果，旨在利用遗传选择来提高养殖对虾的产量。
“我们的想法是采用选择性育种方法来培育出更大、更健康的对虾，帮助对虾养殖者提高生产能力。作为这个项目的一部分，我们开始对黑虎虾的基因组进行测序。基因组中的信息对我们来说很重要，因为它实际上包含了决定对虾结构和行为的蓝图，”Jerry教授说。
他认为，拥有基因组的好处之一是，它可以极大地促进对虾的选择性育种，类似于过去几千年在牲畜和农作物上开展的育种工作。
虾是全球重要的水产养殖品种，为人类提供了优质的蛋白质。2018年两个主要品种南美白对虾和澳洲黑虎虾的全球养殖产量达到600万吨。然而，由病毒引起的疾病却限制了虾的产量。因此，研究人员希望从对虾基因组入手，更深入地了解抑制感染的宿主防御机制。
此次研究的对象是澳洲黑虎虾，又称斑节对虾（Penaeus monodon）。尽管这种虾不大，但研究起来并不轻松。Jerry教授表示，它的基因组几乎和人类一样大，而且结构要复杂得多。
据澳大利亚基因组研究机构（AGRF）的生物信息学经理Kenneth Chan博士介绍，重建黑虎虾基因组图谱的过程非常棘手。
“想象一下，你需要将19亿张双面拼图拼在一起。它们可能存在大片段的重复，又有许多张拼图丢了，还有许多张可以放在同一地方。拼图的盒子上没有图片可供参考，而且也许掺杂了许多无关的拼图，”Chan博士说。
在这项研究中，研究人员主要基于PacBio Sequel测序平台的数据获得了澳洲黑虎虾的基因组组装草图。1.89 Gb的基因组草图由31,922个scaffold组成（N50：496,398 bp），大约覆盖85.9%的基因组。
此外，他们还在黑虎虾基因组中发现了独特的抗病毒元件。这个元件包含了传染性皮下及造血组织坏死病毒（IHHNV）的重复、倒置和混杂基因组片段，长度大约为9,045 bp。该病毒为世界养虾业的主要病毒之一。
詹姆斯库克大学的Nick Wade博士解释说，澳洲黑虎虾基因组中帮助对抗病毒感染的病毒元件（称为内源性病毒元件，EVE）确实是独一无二的。“在其他任何动物身上都没有发现过这样的EVE，”他说。
Wade博士认为：“这一EVE的发现有助于进一步研究对虾是如何应对病毒感染的，并促进人们研究新的疗法，让对虾对病毒性疾病更具抵抗力。”
Jerry教授说，绘制基因组图谱的好处将体现在一系列互补领域。“它从根本上改变了对虾研究的前景，让一整套功能生物学研究成为可能，包括如何以特定基因为目标来改善育种结果以及实现精确的基因组改造。”
原文检索
Genome assembly of the Australian black tiger shrimp (Penaeus monodon) reveals a novel fragmented IHHNV EVE sequence.
G3 Genes|Genomes|Genetics, 2022; DOI: 10.1093/g3journal/jkac034
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