近日，我院徐鵬教授與云南大學等單位合作完成的題為“From asymmetrical to balanced genomic diversification during rediploidization: subgenomic evolution in allotetraploid fish”的研究論文在國際知名期刊《Science Advances》在線發表。

多倍化現象在脊椎動物中極為罕見，但相關演化遺傳機制等問題存在不同假說和許多尚待澄清的問題。以鯉、鯽為代表的鯉亞科魚類在演化歷史上可能經歷了四輪全基因組加倍事件，染色體數目達到100條，且其第四輪全基因組加倍事件是伴隨一次遠緣雜交事件發生，而這一類群的二倍體直系祖先均已滅絕，這為鯉亞科魚類基因組的測序、組裝和亞基因組鑒別引入巨大的難度（Xu et al. 2015.Nat. Genet.; Yang et al. 2016. BMC Biol.; Xu et al. 2019. Nat. Comm.; Chen et al. 2019. Sci. Adv.）。

在張亞平院士領導下，云南大學羅靜教授、中科院昆明動物研究所呂雪梅研究員、湖南師范大學劉少軍院士、南京農業大學陳增建教授、中國農業科學院農業基因組研究所阮玨研究員和我院徐鵬教授等帶領的團隊聯合攻關，以鯉亞科魚類基因組為研究對象，對脊椎動物異源多倍體基因組的亞基因組演化問題進行了深入的研究。該研究完成了高質量的紅鯽單倍型參考基因組，首次成功對紅鯽兩個亞基因組的母系和父系親本來源進行了清晰的劃分。通過重建鯉亞科魚類的多倍化演化歷史，發現鯽、鯉和金線鲃共同起源于13.8~15.1百萬年前的一次古異源多倍化事件。比較基因組學和多組織、多胚胎發育時期轉錄組和DNA甲基化的分析結果表明，紅鯽的父系和母系來源的亞基因組均沒有顯著的大規模非對稱性丟失和演化速率偏向性，兩個亞基因組在整個二倍化進程中一直經歷交替的非對稱性功能丟失；同源基因拷貝的表達與DNA甲基化的變化呈負相關，但甲基化并不能解釋同源基因對在胚胎發育進程中的表達優勢切換模式，這提示可能存在更復雜的調控機制決定同源基因對的表達。這些結果表明在多倍化之后的二倍化進程中，鯉亞科魚類具有其獨特的演化策略，以平衡亞基因組的穩定和多樣化，為研究異源多倍體脊椎動物的基因組演化和功能提供了新的思路。

云南大學的羅靜教授、柴靜博士等為論文共同第一作者，張亞平院士、呂雪梅研究員、劉少軍院士、陳增建教授、阮玨研究員和徐鵬教授為該論文共同通訊作者。

徐鵬課題組長期聚焦鯉科魚類基因組倍性演化和遺傳育種研究，去年曾在《Nature Communications》發表論文，在國際上首次報道了鯉魚異源四倍體基因組的祖先溯源和亞基因組拆分的研究進展，為開展深入的硬骨魚類倍性演化和四倍體魚類性狀解析研究掃清了障礙，為深入認識鯉科魚類多倍體起源演化和探索多倍體魚類的適應性潛能提供了新的見解。隨后國際上多家單位相繼報道了類似的研究發現，除紅鯽基因組倍性演化研究成果外，還有美國國立衛生研究院（NIH）、日本大阪大學等利用金魚為材料開展的異源四倍體金魚基因組解析和倍性演化研究成果（Chen et al. 2019. Sci. Adv.; Kon et al. 2020. Current Biol.），這些研究結果均進一步推進、驗證和完善了我們對異源四倍體鯉科魚類基因組倍性演化歷史的認知。

論文鏈接：https://advances.sciencemag.org/content/6/22/eaaz7677