王志勇教授团队在大黄鱼基因组研究上取得新突破

2025年8月28日，海水养殖生物育种全国重点实验室（集美大学）大黄鱼遗传育种团队在Advanced Science杂志上发表了题为《T2T Genomes Unveil Centromere Architecture and Adaptive Divergence in Large Yellow Croaker (Larimichthys crocea)》的研究论文，该研究提供了迄今为止最完整的闽-粤东族和岱衢族大黄鱼参考基因组；同时，结合多组学数据系统解析了着丝粒特征及5S rRNA分布模式，并开展了不同种群大黄鱼适应性演化分析。该研究为大黄鱼重要经济性状遗传机制解析和遗传改良工作的开展提供了重要基础。

大黄鱼作为重要的海水养殖鱼类，高质量基因组的缺失制约着其着丝粒和适应性进化研究。本研究首次公布了闽-粤东族和岱衢族大黄鱼端粒到端粒（T2T）无间隙基因组，这两个种群于418万年前发生分化。大黄鱼着丝粒非编码区域由Cen-42特征序列及LTR/ERV1转座元件入侵构成，编码区域在两个种群中表现出种类和数量的差异，这可能是由群体快速扩张和选择压力共同驱动。此外，5S rRNA在超过10条染色体的短臂区域形成超大型串联重复簇。T2T基因组的组装解决了既往版本中未组装的区域，在闽粤东族和岱衢族中分别多注释到533、351个蛋白编码基因。鉴定出了4个闽粤东族特异的结构变异，分别位于pla2g4a、eno2、ptprb和itrp3基因上。比较基因组分析显示两个种群在代谢效率、花生稀稀酸代谢、化学感知和昼夜节律等方面表现出差异化适应特征。

图1 闽粤东族和岱衢族大黄鱼基因组24条染色体的T2T水平

此研究最显著的发现之一是首次在大黄鱼中精确解析了着丝粒的序列结构与功能特征。所有24条染色体的着丝粒均被成功定位和测序。着丝粒区域由Cen-42重复序列和LTR/ERV1入侵构成，具有转录活性，具有较高的5mc5mC甲基化频率和较低的H3K4me3信号。两个种群着丝粒区域分化程度较高，可能受到群体大小波动及选择压力的共同影响。

图2大黄鱼着丝粒的序列结构与功能特征

此研究的另一重要发现是揭示了5S rRNA基因在大黄鱼基因组中的独特分布模式。不同于大多数物种中5S rRNA基因集中于少数几个位点，大黄鱼的5S rRNA基因广泛分布在超过10条染色体的短臂上，形成超大型串联重复簇。这种高度分散的分布格局在已测序硬骨鱼中较为特殊，表明大黄鱼谱系可能经历了特异的基因组重排事件。5S rRNA基因簇间存在高度保守的98 bp间隔区，且这些区域显著富集LINE/L2型转座子，提示转座子可能在其扩增或维持中发挥作用。

图3 5S rRNA基因在大黄鱼基因组中的独特分布模式

本研究极大深化了对大黄鱼物种进化历史、环境适应机制的理解，为解析鱼类着丝粒的进化模式与功能提供了宝贵案例，也为该重要经济鱼种的种质资源保护、分子育种（如抗逆、品质改良）和可持续养殖产业的健康发展奠定了坚实的基因组学基础。

集美大学水产学院博士研究生崔瑜为该论文第一作者，参与该工作的还有鱼类遗传育种研究团队蔡明夷教授、方铭教授、韩芳教授，以及宁波市海洋与渔业研究院的沈伟良和吴雄飞研究员，团队的研究生等；王志勇教授为通讯作者。