金魚(yú)在中國(guó)傳統(tǒng)文化中有著吉祥、富有的寓意，在世界范圍內(nèi)也普遍受到人們的喜愛(ài)。但金魚(yú)從哪里來(lái)?金魚(yú)馴化歷史如何?金魚(yú)那么多性狀受哪些基因控制?這些問(wèn)題人們一直在追尋答案。

11月2日，國(guó)際學(xué)術(shù)權(quán)威期刊《美國(guó)科學(xué)院院報(bào)》在線發(fā)表的一項(xiàng)研究成果，揭開(kāi)了金魚(yú)演化的神秘面紗。該成果由福建相關(guān)高校學(xué)者歷時(shí)3年協(xié)作完成，首次從基因組學(xué)上驗(yàn)證并豐富了我國(guó)學(xué)者金魚(yú)研究先驅(qū)陳楨教授關(guān)于金魚(yú)演化的理論，深入探討了金魚(yú)的起源、演化、馴化和人工選擇。

記者了解到，該研究中發(fā)布的高質(zhì)量金魚(yú)基因組和多樣性數(shù)據(jù)，為金魚(yú)作為大量候選功能基因的模型，以及廣泛的家養(yǎng)物種進(jìn)化案例研究提供了新的知識(shí)和資源。

經(jīng)驗(yàn)之談獲得基因組“鑒定”

金魚(yú)從鯽魚(yú)演化而來(lái)

金魚(yú)形態(tài)優(yōu)美，色彩絢麗，品種繁多，有草金、文、蛋、龍金、龍背等5大類，有著豐富的變異性狀，是世界著名三大觀賞魚(yú)類之一。達(dá)爾文曾形容金魚(yú)有著無(wú)限多樣的顏色和非凡的表型結(jié)構(gòu)變化。

世界范圍內(nèi)，金魚(yú)于1502年傳到日本，17世紀(jì)至18世紀(jì)到歐洲，再到美國(guó)，之后傳遍全世界。經(jīng)過(guò)中國(guó)、日本、歐洲等幾代人的選擇性繁殖，產(chǎn)生了250多種具有獨(dú)特顏色、鰭形、眼睛、體型的品種。

金魚(yú)是從哪里來(lái)的?金魚(yú)是人類改變自然物種的典型物種，相傳一千多年前，由一種鯽魚(yú)在中國(guó)變異成紅色而來(lái)。

“金魚(yú)從鯽魚(yú)演化而來(lái)，多年來(lái)一直是人們的‘經(jīng)驗(yàn)之談’，此次科研人員以基因組學(xué)技術(shù)解析了高質(zhì)量基因組圖譜，通過(guò)‘親子鑒定’，為金魚(yú)起源于鯽魚(yú)之說(shuō)，提供了科學(xué)依據(jù)。”福建農(nóng)林大學(xué)海峽研究院張積森教授說(shuō)。

金魚(yú)屬于鯉亞科，有100條染色體，包含有2套亞基因組，是一個(gè)“準(zhǔn)”多倍體物種，而多倍化事件在脊椎動(dòng)物中極為罕見(jiàn)，說(shuō)明鯉亞科魚(yú)類具有其獨(dú)特的演化策略。

科研人員發(fā)現(xiàn)，以金魚(yú)祖先鯽魚(yú)為代表的鯉亞科魚(yú)類在演化歷史上可能經(jīng)歷了四輪全基因組加倍事件。通過(guò)與6個(gè)代表性二倍體鲃亞科物種基因組對(duì)比研究，科研人員推測(cè)，金魚(yú)祖先在1000萬(wàn)年至1200萬(wàn)年前發(fā)生過(guò)古老的雜交事件。其祖先之一很可能是染色體數(shù)目為50的鲃魚(yú)，而另一個(gè)二倍體祖先可能已經(jīng)滅絕或起源于未知的鯉科魚(yú)類譜系。該研究為異源多倍體脊椎動(dòng)物的基因組演化和功能提供了新的見(jiàn)解。

透明鱗相關(guān)基因被“定位”

90多年前猜測(cè)得到證實(shí)

形態(tài)各異、色彩鮮艷的金魚(yú)，是如何從自然界中鯽魚(yú)銀灰色的形態(tài)，逐漸蛻變成美麗的性狀呢?這些性狀都是由哪些基因來(lái)“掌控”?

科研人員通過(guò)中國(guó)金魚(yú)各產(chǎn)區(qū)各品種規(guī)模化測(cè)序研究發(fā)現(xiàn)，金魚(yú)與鯽魚(yú)的親緣關(guān)系高于同一科目的鯉魚(yú)，金魚(yú)經(jīng)歷了野生鯽魚(yú)到“草金”，接著培育出“文種”，再產(chǎn)生“蛋種”的馴化過(guò)程。

明朝之后，金魚(yú)的馴化過(guò)渡到了家家可養(yǎng)的盆養(yǎng)時(shí)代，也是這個(gè)時(shí)期，金魚(yú)的外形發(fā)生重大改變，誕生出許多新品種。“人為不斷‘干預(yù)’，會(huì)快速改變金魚(yú)的遺傳背景，賦予它們更鮮艷的體色、加倍長(zhǎng)的尾鰭、頭部的肉瘤、腫起的水泡眼。”張積森解釋說(shuō)。

記者了解到，金魚(yú)所呈現(xiàn)的種種顏色，主要是由真皮層中的色素細(xì)胞根據(jù)不同的數(shù)量和排列呈現(xiàn)的。在金魚(yú)成長(zhǎng)中，有的金魚(yú)鱗片會(huì)從各種顏色的普通鱗變成透明鱗片，這正是源于鱗片中的色素細(xì)胞逐漸“消失”形成。

1928年，陳楨教授曾描述過(guò)，導(dǎo)致金魚(yú)透明鱗性狀與某個(gè)色素相關(guān)的基因有聯(lián)系，但多年來(lái)，該基因所在的位置，還是“懸而未決”的問(wèn)題。此次，科研人員首次在金魚(yú)基因組中，定位到一個(gè)與色素相關(guān)的基因。“該基因與色素細(xì)胞發(fā)育相關(guān)，在人類黑色素瘤的發(fā)展中起到重要作用，在斑馬魚(yú)研究中也得到證實(shí)。”張積森說(shuō)。

背鰭作為金魚(yú)另一重要的表型特征，在不同變種中形態(tài)不一，是區(qū)分“文種”金魚(yú)和“蛋種”金魚(yú)的顯著特征，背鰭的縮小是“文種”金魚(yú)進(jìn)化的關(guān)鍵特征。

科研人員通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，背鰭特征受多個(gè)基因位點(diǎn)控制，并具有母體遺傳效應(yīng)，研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)了378個(gè)與背鰭表型具有相關(guān)性的基因。另外，科研人員還通過(guò)選擇性清除研究，發(fā)現(xiàn)了與金魚(yú)的行為、眼部萎縮、腦部萎縮、細(xì)胞遷移等生理生化性狀有關(guān)的13個(gè)基因。

通 訊 員 曹佳奕 陳 旻

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