小丑鱼适应性辐射中的基因组结构变异

小丑鱼由28个物种组成；约1,500万年前，它们与宿主海葵建立互利共生关系后迅速发生了多样化。支撑这一辐射演化的基因组机制目前才开始逐渐显现，而结构变异（structural variants，SVs）此前受到的关注较少。既往系统基因组学研究提示，第18号染色体上存在两个大型倒位，但它们在小丑鱼系统发育树中的分布及其潜在影响尚未得到正式探究。结构变异可能破坏基因功能和调控，或改变基因剂量；已有研究表明，在多个类群中，结构变异在适应性进化和多样化过程中发挥着核心作用。在本研究中，我们利用PacBio长读长测序，对小丑鱼辐射演化过程中的结构变异进行了表征，并为覆盖该属主要谱系的16个物种构建了高质量基因组组装。我们鉴定并编目了近130,000个结构变异，其覆盖序列总长度接近570 Mb。短片段插入和缺失数量最多，但大型倒位涉及的序列总量最大。没有发现任何结构变异与宿主特异化稳定相关。尽管如此，我们确认了第18号染色体上一个长度约17 Mb的单一倒位，澄清了早期关于该位点存在两个独立重排的报道；同时，我们还在第9号染色体上鉴定出另一个倒位，其分布特征表明该区域可能经历过杂交历史。本研究首次在全基因组范围内表征了小丑鱼的结构变异，揭示了尽管该类群经历了快速且较为近期的辐射演化，仍具有广泛的结构变异。此外，本研究还提供了新的高质量基因组资源，将支持未来针对这一珊瑚礁鱼类代表性类群及其对海葵适应机制的研究。

小丑鱼由28个物种组成，这些物种在约1500万年前与宿主海葵建立互利共生关系后迅速发生了多样化。驱动这一辐射演化的基因组机制才刚刚开始显现，而结构变异（structural variants，SVs）受到的关注很少。既往系统基因组学研究提示，第18号染色体上存在两个大型倒位，但它们在小丑鱼系统发育中的分布及其潜在影响尚未得到正式研究。SVs可能破坏基因功能和调控，或改变基因剂量；已有研究表明，在众多类群中，SVs在适应性进化和多样化过程中发挥着核心作用。

在本研究中，我们利用PacBio长读长测序对小丑鱼辐射演化过程中的SVs进行了表征，构建了涵盖该属主要谱系、包括16个物种的高质量基因组组装。我们鉴定并编目了近130,000个SVs，其覆盖范围接近570 Mb。短插入和缺失数量最多，但大型倒位影响的序列总量最大。没有发现任何SV与宿主特化始终相关。尽管如此，我们确认了第18号染色体上一个长度约为17 Mb的单一倒位，从而澄清了早期关于该位点存在两个独立重排的报道；此外，我们还鉴定出第9号染色体上的另一个倒位，其分布模式表明该区域可能经历过杂交。

本研究首次对小丑鱼进行了全基因组范围的结构变异表征，揭示了尽管该类群经历了快速且近期的辐射演化，仍具有广泛的SVs。同时，本研究还提供了新的高质量基因组资源，将支持未来针对这一珊瑚礁鱼类代表性类群及其对海葵适应机制的研究。

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📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.25.754321v1?rss=1

🏷️ 结构变异 适应性辐射 小丑鱼基因组 染色体倒位 比较基因组学