解密珍珠贝的基因组如何拯救它们

在日本，珍珠贝（ Pinctada fucata ）是水产养殖的主要产品。这些珍贵的小玩意儿是由被困在软体动物体内的微小刺激物产生的，在世界各地被用来制作珠宝。企业家、农民和商人御木本幸吉被广泛认为是 130 年前第一个培育出养殖珍珠的人，这一传统一直延续至今。2019 年，珍珠的交易价格约为每公斤 5,810 美元（850,000 日元），随着越来越多的人开始喜欢佩戴珍珠，珍珠的价格也随之飙升。

然而，在过去 20 年里，病毒和赤潮引发的疾病给珍珠养殖业带来了沉重打击。日本标志性珍珠的产量从 1990 年代初的 15 万磅以上下降到如今的 44,092 磅。

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为了进一步了解牡蛎遗传学，以期发现更具弹性的牡蛎品种，一组研究人员构建了一个高质量的、染色体级的珍珠牡蛎基因组。该团队在昨天发表在《DNA 研究》杂志上的一项研究中概述了他们的发现。

“建立基因组非常重要，”研究作者、冲绳科学技术研究所 (OIST) 海洋基因组学部门的研究员 Takeshi Takeuchi 在一份声明中表示。“基因组是生物体基因的全集——其中许多基因对于生存至关重要。有了完整的基因序列，我们可以做很多实验，解答有关免疫力和珍珠形成方式的问题。”

这项工作可以追溯到 2012 年，当时竹内和他的合作者发表了日本珍珠贝的基因组草图。这是软体动物中最早组装的基因组之一，此后的 10 年里，他们继续对基因组进行测序，以找到更高质量的染色体级基因组组装。

牡蛎的基因组由 14 对染色体（总共 28 条）组成，每对染色体分别遗传自父母。每对染色体中的两条携带几乎相同的基因，但可能存在细微差异，而多样化的基因库有利于它们的生存。

通常，当对基因组进行测序时，这对染色体会合并在一起。这个过程对实验室环境中的动物很有效，因为它们通常在染色体对之间具有几乎相同的遗传信息。然而，像牡蛎这样的野生动物在染色体对之间存在的基因中存在更多变异，所有这些变异都可能导致遗传信息的丢失。

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在这项研究中，研究小组对两组染色体进行了测序，而不是将它们合并，这可能是海洋无脊椎动物中首次出现这种情况。基因组序列重建了所有 28 条牡蛎染色体，并发现了一对染色体（第 9 对染色体）中的两条染色体之间的关键差异。重要的是，第 9 对染色体上存在的许多基因与免疫有关。

竹内说：“一对染色体上的不同基因是一个重大发现，因为蛋白质可以识别不同类型的传染病。”

竹内表示，在人工养殖中，通常存在一种品系存活率更高或产出的珍珠更美丽的品种。有时，两种具有这种品系的珍珠可以一起繁殖，但这会导致近亲繁殖，降低遗传多样性。研究发现，这种重要的遗传多样性在连续三个近亲繁殖周期后显著降低。

如果与免疫相关的基因的染色体区域多样性降低（如珍珠牡蛎的 9 号染色体），牡蛎的免疫力就会受到影响。“保持水产养殖种群的基因组多样性非常重要，”Takeuchi 补充道。

此类研究将帮助该行业更好地防止近亲繁殖，以便珍珠牡蛎的免疫系统能够抵御日益增加的威胁。