小黃魚基因組特征 課題組供圖

小黃魚和大黃魚的種群結構和種群動態歷史 課題組供圖

小黃魚和大黃魚基因組異質性分化分布圖 課題組供圖

近日，中國水產科學研究院黃海水產研究所、新加坡淡馬錫生命科學研究院和中山大學等單位在大黃魚、小黃魚的景觀基因組學研究取得重要進展，該成果發表在生態學和進化生物學期刊《分子生態學》。

大黃魚和小黃魚是石首魚科黃魚屬僅有的兩個姊妹種，為西北太平洋特有漁業資源，曾與帶魚和烏賊一起被譽為“我國著名四大海產”，在我國海洋捕撈業中占有重要地位。

據了解，大黃魚和小黃魚的自然分布海域 不盡相同，大黃魚主要分布在東海和南海，而小黃魚則主要分布在渤黃海和東海，這對姊妹種在東海具有重疊分布區域；兩個物種的體型、產卵洄游路線和越冬場等種群生物學特征迥異，但彼此在東海北部的產卵時間、產卵場和育幼場卻有重疊。

該團隊的早期研究證明，這兩個姊妹種在更新世冰川時期發生分離，其分離所在為分別位于東海和南海的兩個避難所。冰川消退后，兩個物種都經歷了快速擴張和部分接觸，并適應了多樣化的環境條件，例如產卵溫度和鹽度。

該團隊在重疊分布區域觀察到兩個物種的種群混合現象，基于此，研究團隊提出了黃魚屬的種化可能遵循二次接觸的物種形成模型假說，為此，開展這對姊妹種在演化動力影響下的等位基因改變和分布模式研究，可望揭示小黃魚與大黃魚基因組的異質性分化景觀及其進化機制。

該研究采用三代PacBio和二代Illumina平臺完成小黃魚基因組測序，并利用遺傳連鎖圖譜將基因組組裝至染色體水平。基因組大小為653 Mb，蛋白編碼基因24,625個，基因組完整度達到97%以上。高質量染色體水平基因組圖譜的繪制為小黃魚的種群遺傳學研究以及基因組育種工作提供了重要的遺傳資源。

闡明基因組異質性分化及其機制是進化生物學的重要研究命題。該團隊從物種分化的景觀基因組學角度，解析了小黃魚和大黃魚的演化機制。結果表明：兩個物種的分化是在二次接觸下發生的，差異漸滲和連鎖選擇可能參與了基因組的異質性分化；基因組島的重組率較低，種間遺傳多樣性和重組景觀都相對較好地保持，說明低重組區域的連鎖選擇在兩個物種祖先譜系的異質性分化中發揮了關鍵作用；分化指數(Fst)與絕對序列分化(Dxy)正相關，并且在基因組島中Dxy升高，表明基因組的分化格局不只是由連鎖選擇造成的。此外，研究發現，高度分化區域中基因流受限，也可能重塑了基因組異質性分化的格局。

論文作者為王樂、柳淑芳、楊揚、蒙子寧、莊志猛，分別來自新加坡淡馬錫生命科學研究院、中國水產科學研究院黃海水產研究所、中山大學等單位。此項工作得到青島海洋科學與技術試點國家實驗室專項經費和國家自然科學基金面上項目的資助。

論文相關信息：https://doi.org/10.1111/mec.16693