新聞科研進展
魚類是地球上數(shù)量最多、形態(tài)最豐富的脊椎動物類群，約占現(xiàn)生脊椎動物物種總數(shù)的一半，約30,000余種。它們廣泛分布于從深海到高原湖泊的各類水域，展現(xiàn)出卓越的生態(tài)適應能力和驚人的演化多樣性。盡管在過去二十年中魚類基因組學取得了顯著進展，但不同類群間的基因組數(shù)據仍不均衡，缺乏覆蓋全部真骨魚目的系統(tǒng)性比較資源。這一缺口嚴重制約了人們從基因組層面系統(tǒng)揭示魚類演化規(guī)律及關鍵性狀形成機制的深入研究。
圖1. 基于全基因組序列的464個物種的系統(tǒng)進化關系
11月6日，中國科學院水生生物研究所何舜平研究員團隊在The Innovation期刊發(fā)布了“萬種魚類基因組計劃（Fish10K）”首期研究成果（題目：A genomic compendium of hundreds of teleost fishes reveals their evolutionary landscape）。研究團隊通過從頭測序并整合分析464種真骨魚類全基因組，構建了迄今為止覆蓋度最全的魚類基因組圖譜，為解析魚類演化歷程提供了前所未有的分辨率（圖1）。
團隊成功完成了110個新魚類物種的高質量基因組組裝，首次補齊了3個長期缺失魚類基因組數(shù)據的目級分類單元，并整合已有基因組，建立了覆蓋真骨魚類全部44個目、總計464個物種的全基因組比對矩陣。這項資源不僅在數(shù)量上超越以往魚類基因組學研究，更在解析精度上與哺乳類和鳥類的大規(guī)模基因組計劃相媲美，是迄今為止規(guī)模最大、覆蓋度最完整的魚類基因組資源。研究發(fā)現(xiàn)，在輻鰭魚類演化過程中，基因組呈現(xiàn)出逐步壓縮的趨勢，尤其是內含子顯著縮短，而外顯子長度保持穩(wěn)定。首次在真骨魚類中鑒定了近3萬條真骨魚類高保守元件（THCEs），其中1,689條為真骨魚類所特有的Teleost-Specific HCEs（TSHCEs），這些元件與腦、鰭、心臟和鰓等關鍵器官發(fā)育相關，提示它們在真骨魚類形態(tài)創(chuàng)新中發(fā)揮了調控作用。
該研究通過Fish10K項目建立了目前全球最大規(guī)模的魚類基因組資源，系統(tǒng)解析了真骨魚類基因組結構特征、轉座子動態(tài)、保守與創(chuàng)新元件、系統(tǒng)發(fā)育關系及演化速率，揭示了基因組復制與轉座子活動在推動魚類適應性演化中的核心作用。該成果為深入理解脊椎動物基因組演化規(guī)律、性狀起源與生態(tài)適應機制奠定了堅實的數(shù)據基礎。
在長期系統(tǒng)性魚類學研究的基礎上，該工作歷時6年，由何舜平研究員牽頭，聯(lián)合青島華大基因研究院、西北工業(yè)大學等單位共同完成。水生所何舜平研究員為最后通訊作者，楊連東研究員、方成池副研究員為共同第一作者。
何舜平自1985年進入水生所以來，始終堅守在魚類分類學與系統(tǒng)演化的最前沿。科研足跡，從喜馬拉雅高原的冰川湖泊，到馬里亞納深淵，跨越了生命進化的高度與深度。他率領團隊利用形態(tài)與分子數(shù)據，重建了鯉形目與鲇形目魚類的系統(tǒng)發(fā)育關系，提出了全新的鯉形目和鯉科系統(tǒng)演化框架，讓世界重新認識東亞淡水魚類的譜系演化。他搭乘“深海勇士”號潛水器二次潛入深淵，開展了深淵魚類的適應性研究，揭示了極端環(huán)境下的魚類適應性的遺傳奧秘。他還帶領團隊破譯了古代魚類的基因組，追溯脊椎動物從水到陸的遺傳創(chuàng)新歷程。
論文鏈接：https://www.cell.com/the-innovation/fulltext/S2666-6758(25)00380-7