脂鲤目基因组特征与牙齿发育的遗传基础

鱼类作为最古老的脊椎动物，与后来演化的脊椎动物相比展现出许多独特特征。我们最近关于脂鲤目基因组的研究深入探究了这一多样淡水鱼目中牙齿发育的遗传基础。这项工作属于更大的万种鱼类基因组计划的一部分，为鱼类齿系的演化生物学提供了重要洞见。

主要发现

四个高质量基因组组装： 我们测序并组装了四个脂鲤目物种的基因组——Acestrorhynchus altus、Hepsetus odoe、Semaprochilodus insignis 和 Distichodus sexfasciatus。其中三个基因组达到了染色体水平组装，为系统发育和遗传分析提供了前所未有的机会。
骨鳔类内的系统发育关系： 利用全基因组比对和单拷贝基因，我们重建了脂鲤目与骨鳔类群内其他目之间的演化关系。研究结果表明，脂鲤目是并系的，不同的类群形成独立的分支。
牙齿发育的基因组基础： 脂鲤目物种以发育良好的多尖牙而闻名，这与鲤形目和鲶形目较简单的齿系或无颌齿形成对比。我们的研究揭示了这些差异背后的关键遗传机制：
- 鉴定了分泌型钙结合磷蛋白（SCPP）基因拷贝数的变异，提示它们在牙齿形态发生和矿化中的关键作用。
- KREMEN 和 ITGAV/CD51 等与牙齿分化相关的特定基因在 Semaprochilodus insignis 中明显缺失，与其较小的口腔牙齿形态一致。

这些发现增进了我们对鱼类牙齿发育的理解，并有助于更广泛地认识脊椎动物的齿系。

鱼类基因组研究是华大青岛研究院的重点方向，许多新实验室成员积极参与万种鱼类基因组计划等项目。这项研究探究脂鲤目牙齿发育的遗传基础，主要由我的博士生杨先伟作为其博士毕业研究项目主导完成。

杨先伟以非凡的专注和严谨对待这个项目。他负责了大部分基因组分析和生物信息学工作，确保研究顺利推进并最终成功发表。作为导师，看到他勤奋努力的工作为这一迷人演化生物学领域贡献新知，我感到非常欣慰。

这项研究凸显了脂鲤目基因组在解决骨鳔类演化问题和阐明牙齿发育遗传基础方面的重要性。它也展示了基因组测序和比较分析如何揭示鱼类性状适应和多样性的机制。我们期待将这项研究扩展到更多鱼类物种，进一步探索牙齿发生涉及的遗传途径和分子功能。