9月25日，記者從西藏自治區(qū)農(nóng)牧學(xué)院水產(chǎn)科學(xué)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(tuán)隊(duì)，繪制完成了世界上首個(gè)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(jìn)化、基因組多倍化和極端環(huán)境適應(yīng)性研究提供了重要的信息和參考。該項(xiàng)目，區(qū)農(nóng)科院水產(chǎn)科學(xué)研究所為第一完成單位，由武漢理工大學(xué)、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)、西南大學(xué)、大連海洋大學(xué)和吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)共同完成。

科研人員在野外。圖由自治區(qū)農(nóng)牧學(xué)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(yùn)動(dòng)和氣候變化。這使得青藏高原成為了研究高原環(huán)境下動(dòng)物進(jìn)化和適應(yīng)機(jī)制的“天然實(shí)驗(yàn)室”，也是全世界生物學(xué)家關(guān)注的熱點(diǎn)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(duì)于陸生生物而言，更容易受到地質(zhì)變化和氣候波動(dòng)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(jìn)化、物種形成和適應(yīng)性機(jī)制良好的生物材料。然而，目前高原生物進(jìn)化和適應(yīng)性研究主要集中在人類、動(dòng)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(yīng)性機(jī)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(duì)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(tuán)隊(duì)在獲得了染色體級(jí)別的基因組序列后，對(duì)基因組進(jìn)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(fù)制，目前復(fù)制后的二套染色體之間序列的一致性高達(dá)95%以上；但是它們之間存在大量的重復(fù)序列插入。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，這些重復(fù)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(dá)模式，導(dǎo)致了基因表達(dá)和功能的再二倍化。同時(shí)，與DNA修復(fù)、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(dòng)了異齒裂腹魚的高原適應(yīng)性的形成。異齒裂腹魚全基因組復(fù)制的時(shí)間與末次冰期青藏高原加速隆起時(shí)間一致，進(jìn)一步體現(xiàn)了異齒裂腹魚基因組對(duì)于研究高原特色魚類進(jìn)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(xué)家們提供了研究多倍體基因組早期進(jìn)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(hù)研究的重要進(jìn)展。

　　針對(duì)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(jìn)化、物種形成和適應(yīng)性方面發(fā)揮了重要的作用。本研究對(duì)于闡釋青藏高原裂腹魚多倍化與其環(huán)境適應(yīng)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(jìn)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(jìn)化和早期再二倍化的基因組特征，填補(bǔ)了國際上青藏高原多倍體魚類基因組研究的空白。