廣東
近日，西南大學科研團隊在魚類演化生物學研究領域取得重大突破，相關成果以《染色體融合驅動同源多倍體基因組再二倍化》（Chromosomal fusions trigger rediploidization of autopolyploid genomes）為題發表在《Nature》期刊上。該研究由西南大學徐洛浩教授和劉海平教授聯合德國科學院院士Axel Meyer合作完成，系統揭示了脊椎動物全基因組復制（WGD）后“再二倍化”（rediploidization）的觸發機制及其早期演化規律。西南大學為論文第一完成單位和通訊單位，種質創制大科學中心博士后解傳帥，生命科學學院博士研究生馬子突，水產學院博士研究生馬可馨與周朝偉教授為共同第一作者，生命科學學院徐洛浩教授、水產學院劉海平教授和德國科學院院士Axel Meyer教授為共同通訊作者。
據悉，該成果是近年來我國淡水魚演化研究領域在《自然》雜志發表的首篇論文，是我國在演化基因組學與魚類學研究領域取得的重大突破，論文全部共同第一作者和共同通訊作者均來自西南大學。
在脊椎動物演化歷史上，全基因組復制事件曾多次發生。有研究表明，脊椎動物的共同祖先經歷過一次全基因組復制事件（1R事件）。硬骨魚類、鱘形目和鮭形目等譜系也獨立發生過類似演化事件，因而形成了多倍體。然而，多倍體并非穩定狀態，其基因組通常會逐步恢復為二倍體，這一過程被稱為“再二倍化”。再二倍化會使大量冗余基因發生功能分化或獲得新的功能，被認為是驅動脊椎動物譜系多樣化與適應性演化的重要機制。
盡管再二倍化的重要性已被廣泛認知，但由于缺乏合適的研究模型，再二倍化的早期演化機制，一直是生命科學研究領域長期懸而未決的科學難題。前期研究依賴于古老的多倍體類群，如鮭魚或鱘魚，但其多倍化事件發生年代過于久遠，難以用來解析其早期動態過程和關鍵細節。
來自青藏高原的裂腹魚亞科魚類，為探索這一問題提供了難得的研究窗口。研究團隊發現，裂腹魚類祖先在約3000萬年前經歷了一次同源多倍化事件，形成四倍體。這是目前已知的脊椎動物中最年輕的同源多倍體之一。
研究團隊深入青藏高原開展野外調研與實驗室分析，歷時十余年，通過高原魚類繁育工作地攻克獲得了家系樣本。本研究利用親本遺傳信息分離子代單倍型，攻克了同源多倍體基因組解析難題，成功組裝了拉薩裸裂尻魚（高度特化裂腹魚類的代表物種）的單倍型解析基因組，結合高分辨率細胞遺傳學分析，首次在脊椎動物中完整刻畫了再二倍化從起始到擴展的全過程。
研究發現，不對稱染色體融合是啟動再二倍化的關鍵“觸發器”。在裂腹魚基因組中，這種融合事件打破了四倍體狀態下的“四體遺傳”模式，推動染色體向“二體遺傳”轉變。尤為重要的是，再二倍化并非隨機發生，而是以融合位點為起點，逐步擴展到整條染色體，呈現出清晰的階段性和方向性。
研究團隊指出，脊椎動物祖先在經歷1R全基因組復制事件后，其基因組同樣發生了多次染色體融合。因此，裂腹魚所揭示的"染色體融合觸發再二倍化"機制，很可能同樣適用于解釋脊椎動物祖先在1R事件后的基因組演化歷程，有望為理解脊椎動物多倍體基因組再二倍化提供統一的理論框架。
論文評審專家給予高度評價認為“該研究是當前圍繞理解脊椎動物全基因組復制后早期再二倍化機制最為突出的成果之一”，充分體現了該成果在國際同行中的高度認可。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41586-026-10439-1
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