遺傳學研究揭示日本珍珠牡蠣背后的“分子指紋”

發表于 2025-12-08 05:27:24 來源：桑間濮上網

遺傳學研究揭示日本珍珠牡蠣背后的“分子指紋”
（神秘的地球uux.cn）據cnBeta：在日本，珍珠牡蠣是遺傳一種重要的水產養殖動物，因為它們能生產出美麗的學研珍珠，被用來制作項鏈、究揭耳環和戒指。示日在20世紀90年代初，本珍這個水產養殖業每年帶來大約880億日元的珠牡收入。然而，蠣背在過去的分子指紋20年里，由于新的遺傳疾病和赤潮的聯合作用下，日本的學研珍珠產量從每年約70000公斤下降到只有20000公斤。
現在，究揭研究人員已經構建了一個高質量的示日、染色體規模的本珍珍珠牡蠣基因組，他們希望可以用它來尋找有彈性的珠牡品系。這項研究是由沖繩科學與技術研究所（OIST）的科學家與其他一些研究機構合作進行的，包括K. MIKIMOTO & CO., LTD、珍珠研究所和日本水產研究與教育機構，最近發表在DNA研究雜志上。
"建立基因組是非常重要的，"兩位第一作者之一，OIST海洋基因組學部門的工作人員科學家竹內嵩博士說。"基因組是一個生物體的全套基因--其中許多是生存所必需的。有了完整的基因序列，我們可以做許多實驗，并回答圍繞免疫和珍珠如何形成的問題。"
2012年，竹內博士和他的合作者發表了日本珍珠牡蠣（Pinctada fucata）的基因組草案，這是第一批組裝的軟體動物基因組之一。他們繼續進行基因組測序，以建立一個更高質量的、染色體規模的基因組裝配。
牡蠣的基因組由14對染色體組成，從父母雙方各繼承了一套。每對染色體的兩條染色體攜帶幾乎相同的基因，但如果多樣化的基因組合有利于它們的生存，就會有細微的差別。
傳統上，當一個基因組被測序時，研究人員將這對染色體合并在一起。這對實驗室動物很有效，因為它們的一對染色體之間通常有幾乎相同的遺傳信息。但是對于野生動物來說，一對染色體之間存在相當數量的基因變異，這種方法會導致信息的損失。
在這項研究中，研究人員決定在對基因組測序時不合并染色體。相反，他們對兩套染色體進行了測序--這是一種非常不常見的方法。事實上，這可能是第一個專注于海洋無脊椎動物的研究，使用這種方法。
由于珍珠牡蠣有14對染色體，因此它們總共有28條，OIST的研究人員藤江學和真弓川滿使用最先進的技術對基因組進行了排序。另一位第一作者，前OIST生態和進化基因組學算法的博士后學者、現任職于東京大學的鈴木義彥博士和竹內博士重建了所有28條染色體，并發現了一對染色體--第9對染色體之間的關鍵差異。值得注意的是，這些基因中有許多都與免疫力有關。
"一對染色體上的不同基因是一個重要的發現，因為這些蛋白質可以識別不同類型的傳染病，"竹內博士說。
他指出，當動物被養殖時，往往有一個品系有更高的存活率或產生更漂亮的珍珠。養殖者往往用這種品系繁殖兩只動物，但這導致了近親繁殖，減少了遺傳多樣性。研究人員發現，在連續三個近親繁殖周期后，遺傳多樣性明顯減少。如果這種多樣性減少發生在與免疫力有關的基因的染色體區域，就會影響動物的免疫力。因此，保持水產養殖種群的基因組多樣性是很重要的。
這項研究得到了生物導向技術研究促進機構項目的資助，這是一個關于下一代技術先進研究和開發的特別計劃項目。
渡邊修吾教授（北里大學客座教授，東京大學名譽教授）的評論：
130年前，日本的御木本幸吉在世界范圍內首次開發了養殖珍珠。即使在今天，它們仍然是日本生產的第二大出口海產品，僅次于扇貝。
然而，日本珍珠養殖的歷史一直是與養殖環境中的疾病作斗爭。1996年出現的紅色變色病造成的損害特別嚴重。日本的養殖珍珠的產量已經明顯下降。近年來，由于病毒引起的疾病的傳播，珍珠養殖業再次面臨重大問題。
雖然疾病的原因和對策的細節尚未確定，但有學者指出，日本的珍珠養殖業可能由于近親繁殖具有優良性狀的珍珠牡蠣而導致基因退化，從而難以應對各種環境變化和病原體的出現。
這項研究的結果揭示了日本珍珠養殖的這一隱憂，并具有重要的工業意義。此外，許多參與免疫系統的基因也已被確定。這也為珍珠形成之謎本身提供了啟示，即為什么珍珠牡蠣可以形成珍珠層以應對外部引入的異物。
由日本珍珠牡蠣生產的Akoya珍珠以其獨特和優雅的光澤吸引了來自世界各地的人們，這在其他珍珠牡蠣品種生產的珍珠中是看不到的。本研究有望成為對這一特性進行遺傳闡釋的開始。

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