南极棘鳍冰鱼的新分型组装为冰鱼辐射演化提供了新见解

背景：冰鱼是南极特有的、特征明确的物种群，也是研究基因组对极端寒冷适应的重要模式类群。一个新的参考组装和跨分支比较基因组分析，使我们能够研究冰鱼演化以及寒冷适应相关新功能的出现。结果：对模式冰鱼Harpagifer antarcticus的新分型组装显示，全基因组范围内单倍型变异水平较低。尽管如此，仍发现了来自多个LINE-L2分支的大量插入，提示持续转座并可能对物种形成有贡献。与预期相反，afgp基因座在单倍型之间高度相似，只是afgp基因存在大的长度等位变异。分析提示H. antarcticus中afgp基因座通过每次涉及两对afgp基因的片段串联重复进行扩张的模型。跨分支基因组的共线性重建展示了冰鱼中保守的大规模共线性关系以及类群特异性的染色体融合。对冰鱼多样化期间基因组获得和转座速率的量化显示，最初伴随历史温度下降出现了祖先的缓慢基因组扩张。随后出现了谱系特异性的基因组获得和转座活性的巨大峰值。最后，我们鉴定了一组在冰鱼出现期间经历了祖先多样化选择并获得新的保守非编码元件的基因。这些基因与抗氧化和蛋白质稳态相关，可能促进了冰鱼在南极的辐射。结论：多样化选择和与转座子活性相关的基因组获得是贯穿该分支的谱系特异性演化动态的主要贡献者，促进了对寒冷生活的适应。