Секвенирован геном партеногенетического серебряного карася

Серебряный карась (Carassius gibelio) — инвазивный вид, который недавно распространился в Северную Америку. В Европе он уже показал себя как один из самых активных интродуцентов, который может вытеснять из водоемов золотого карася (Carassius carassius). Преимущество перед местными видами серебряному карасю дает способность к однополому размножению. Самки используют сперму рыб других видов, чтобы стимулировать деление своих яйцеклеток. Для этого они могут смешиваться со стаями тех же золотых карасей, и самцы оплодотворяют их икру вместе с икрой самок своего вида. Затем икра серебряных карасей начинает развиваться, но генетическая информация самцов не используется, происходит партеногенез. Потомки в этом случае являются клонами самок. Самцы у серебряного карася есть, но их в несколько раз меньше, чем самок, и часто эти рыбы живут в однополых популяциях.

Авторы новой работы, опубликованной в Nature Communications, секвенировали геном самки серебряного карася, изъятой из дикой однополой популяции. Для секвенирования использовали технологию длинных прочтений HiFi PacBio. Самка оказалась гексаплоидной, и 93% от 5,07 миллиардов пар оснований прочитанного генома серебряного карася удалось разбить по хромосомам. Кариотип серебряного карася представлен 150 хромосомами.

Геном серебряного карася сравнили с геномами тетраплоидной золотой рыбки, размножающейся половым путем, тетраплоидного обыкновенного карпа и трех диплоидных представителей семейства карповых (Ctenopharyngodon idella, Onychostoma macrolepis и Danio rerio). Это позволило выделить в геноме серебряного карася 25 групп по большей части сохраняющих синтению гомеологичных хромосом.

Филогеномный анализ показал, что ближайшим родственником серебряного карася является, по всей видимости, золотая рыбка. Тетраплоидный геном получился в результате смешения геномов разных неродственных видов. Акт автополиплоидии, сделавший карася из тетраплоидного гексаплоидным, ученые связывают скорее не с эндогенным удвоением генома, а с привнесением извне еще одного генома от особи того же вида. Таким образом, серебряный карась — алло-/автогексаплоид. Авторы исследования выявили ряд различий в экспрессии некоторых генов в разных субгеномах в пределах одного организма, но в чем причина таких изменений, остается неясным.