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

11月2日，國際學術權威期刊《美國科學院院報》在線發(fā)表的一項研究成果，揭開了金魚演化的神秘面紗。該成果由福建相關高校學者歷時3年協(xié)作完成，首次從基因組學上驗證并豐富了我國學者金魚研究先驅陳楨教授關于金魚演化的理論，深入探討了金魚的起源、演化、馴化和人工選擇。

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

經驗之談獲得基因組“鑒定”

金魚從鯽魚演化而來

金魚形態(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類之一。達爾文曾形容金魚有著無限多樣的顏色和非凡的表型結構變化。

世界范圍內，金魚于1502年傳到日本，17世紀至18世紀到歐洲，再到美國，之后傳遍全世界。經過中國、日本、歐洲等幾代人的選擇性繁殖，產生了250多種具有獨特顏色、鰭形、眼睛、體型的品種。

金魚是從哪里來的?金魚是人類改變自然物種的典型物種，相傳一千多年前，由一種鯽魚在中國變異成紅色而來。

“金魚從鯽魚演化而來，多年來一直是人們的‘經驗之談’，此次科研人員以基因組學技術解析了高質量基因組圖譜，通過‘親子鑒定’，為金魚起源于鯽魚之說，提供了科學依據(jù)。”福建農林大學海峽研究院張積森教授說。

金魚屬于鯉亞科，有100條染色體，包含有2套亞基因組，是一個“準”多倍體物種，而多倍化事件在脊椎動物中極為罕見，說明鯉亞科魚類具有其獨特的演化策略。

科研人員發(fā)現(xiàn)，以金魚祖先鯽魚為代表的鯉亞科魚類在演化歷史上可能經歷了四輪全基因組加倍事件。通過與6個代表性二倍體鲃亞科物種基因組對比研究，科研人員推測，金魚祖先在1000萬年至1200萬年前發(fā)生過古老的雜交事件。其祖先之一很可能是染色體數(shù)目為50的鲃魚，而另一個二倍體祖先可能已經滅絕或起源于未知的鯉科魚類譜系。該研究為異源多倍體脊椎動物的基因組演化和功能提供了新的見解。

透明鱗相關基因被“定位”

90多年前猜測得到證實

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

科研人員通過中國金魚各產區(qū)各品種規(guī)模化測序研究發(fā)現(xiàn)，金魚與鯽魚的親緣關系高于同一科目的鯉魚，金魚經歷了野生鯽魚到“草金”，接著培育出“文種”，再產生“蛋種”的馴化過程。

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

記者了解到，金魚所呈現(xiàn)的種種顏色，主要是由真皮層中的色素細胞根據(jù)不同的數(shù)量和排列呈現(xiàn)的。在金魚成長中，有的金魚鱗片會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胞逐漸“消失”形成。

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

背鰭作為金魚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”金魚和“蛋種”金魚的顯著特征，背鰭的縮小是“文種”金魚進化的關鍵特征。

科研人員通過研究發(fā)現(xiàn)，背鰭特征受多個基因位點控制，并具有母體遺傳效應，研究進一步發(fā)現(xiàn)了378個與背鰭表型具有相關性的基因。另外，科研人員還通過選擇性清除研究，發(fā)現(xiàn)了與金魚的行為、眼部萎縮、腦部萎縮、細胞遷移等生理生化性狀有關的13個基因。

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