中國科研團(tuán)隊以民豬完成國際首例豬T2T全基因組組裝

中新網(wǎng)哈爾濱2月8日電 (記者 劉錫菊)8日，中國科研團(tuán)隊在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院發(fā)布消息：近日取得重大突破，國際首例豬T2T全基因組組裝--民豬完整基因組構(gòu)建成功完成，標(biāo)志著豬基因組研究邁入“完整解析”新時代。

據(jù)悉，該成果由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所張龍超研究員團(tuán)隊，黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧研究所劉娣研究員團(tuán)隊，重慶市畜牧科學(xué)院王金勇研究員團(tuán)隊，岳麓山實驗室印遇龍院士團(tuán)隊，四川農(nóng)業(yè)大學(xué)李明洲教授團(tuán)隊聯(lián)合攻關(guān)，基于三代測序、ONT、Hi-C等前沿技術(shù)，填補(bǔ)了豬T2T基因組組裝領(lǐng)域的空白，為豬遺傳育種和功能基因挖掘提供了高精度“藍(lán)圖”，成果達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

一是基因組最完整：填補(bǔ)國際空白。研究團(tuán)隊以中國北方代表性地方豬種——民豬為對象，成功組裝了基因組大小為2.66Gb的完整基因組，其連續(xù)性指標(biāo)N50值達(dá)到Scrofa11.1參考基因組的三倍。尤為重要的是，首次完整解析了民豬所有染色體的著絲粒和端粒結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)1-12號染色體及X染色體為中間著絲粒，而13-18號染色體為端著絲粒，為揭示染色體進(jìn)化機(jī)制提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

二是泛基因組最全面：解碼結(jié)構(gòu)變異。基于T2T框架，團(tuán)隊構(gòu)建了高質(zhì)量的民豬泛基因組，鑒定出194,234個高置信結(jié)構(gòu)變異(SV)，系統(tǒng)解析了SV的分布特征與功能關(guān)聯(lián)。這一成果將豬基因組結(jié)構(gòu)變異的解析能力提升至新高度，為精準(zhǔn)挖掘重要性狀相關(guān)基因奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

三是冷適應(yīng)基因發(fā)現(xiàn)：助力抗寒育種。依托T2T基因組數(shù)據(jù)，團(tuán)隊新發(fā)現(xiàn)89個與冷適應(yīng)相關(guān)的候選基因，其中TPT1基因被確認(rèn)為關(guān)鍵調(diào)控因子。通過整合SV與RNA測序分析，進(jìn)一步鎖定17個與結(jié)構(gòu)變異直接關(guān)聯(lián)的冷適應(yīng)基因。這些發(fā)現(xiàn)為培育耐寒豬種、應(yīng)對極端氣候提供了重要靶點(diǎn)。

四是育種應(yīng)用潛力大：準(zhǔn)確度顯著提升。研究團(tuán)隊利用泛基因組SV數(shù)據(jù)，評估了基因組選擇(GS)技術(shù)對豬胴體性狀的預(yù)測效果。結(jié)果顯示，6個性狀中有5個預(yù)測準(zhǔn)確性超70%，最高達(dá)88%。同時，80%以上性狀在“SNP+SV”標(biāo)記組合下達(dá)到最優(yōu)預(yù)測水平，較傳統(tǒng)方法提升2%-4%。此外，團(tuán)隊通過精細(xì)定位發(fā)現(xiàn)調(diào)控豬體型的關(guān)鍵基因組區(qū)域CL3及核心SV位點(diǎn)，為高效選育優(yōu)質(zhì)種豬提供了新策略。

該成果不僅實現(xiàn)了豬基因組研究的里程碑式突破，更在應(yīng)用層面展現(xiàn)出多重優(yōu)勢：在基因組完整性方面為豬遺傳多樣性研究、進(jìn)化分析及疾病抗性基因挖掘提供完整參考；SV標(biāo)記的應(yīng)用顯著提升基因組選擇的效率，加速優(yōu)良性狀定向改良，實現(xiàn)精準(zhǔn)育種；冷適應(yīng)基因的發(fā)現(xiàn)為環(huán)境適應(yīng)性育種開辟新路徑，助力養(yǎng)殖業(yè)提質(zhì)增效，提高產(chǎn)業(yè)適配性。(完)