迄今為止最可靠的魚類系統演化樹公布

2018年5月14日，由華大海洋和國家基因庫聯合發起的 「千種魚類轉錄組」（Fish-T1K）項目正式宣布構建了迄今為止最可靠的魚類系統演化樹，該成果發表於最新一期的《美國科學院院刊》（PNAS）。這棵魚類「生命之樹」解答了一直以來魚類起源和進化研究中存在的爭論和難題，是魚類演化研究史上的里程碑式事件。

共同參與這一工作的還有美國喬治華盛頓大學、史密森尼博物院以及新加坡科技研究局。華大海洋2017級博士生黃玉為該論文的共同第一作者，其導師華大海洋副總兼首席科學家石瓊教授為該論文的共同通訊作者。

魚類肉質鮮美，營養豐富，價格親民，是人類重要的動物蛋白質來源。作為進化地位古老且物種多樣性豐富的脊椎動物類群，魚類的物種數量占所有脊椎動物的一半以上。據FishBase資料庫統計，目前已發現的魚類至少33,900種。構建魚類「生命之樹」，解析魚類進化歷史，可以找到魚類進化過程中的演變規律，揭示魚類豐富的物種多樣性背後的起因，為魚類種質資源保護和合理開發利用奠定堅實的基礎。

此次Fish-T1K團隊從整個魚類的不同分類單元中精心挑選了303種魚類物種，囊括了所有硬骨魚72個目中的66個，佔總分類單元的91.66%。大數據整合了144種魚類的基因組數據和159種魚類的轉錄組數據，採用新的生物信息學分析方法，篩選出1105個直系同源的外顯子序列作為分子標記，構建了迄今為止最可靠的魚類系統演化樹。

該「生命之樹」解決了許多一直以來飽受爭議的魚類分類單元進化問題，涉及硬骨魚的原始起源類群、骨鰾總目和銀漢魚總目的演化，以及真骨魚、棘鰭總目、鱸形總目的姐妹群歸屬等問題。同時，先進的統計學分析方法證明，本次構建的進化樹結構十分穩定，是目前覆蓋度最廣、最可靠的魚類「生命之樹」。此外，Fish-T1K團隊利用這些組學數據並結合多個魚類化石出現的時間，有效地估算了魚類不同類群的起源時間。結果顯示，現存的絕大部分魚類類群早在白堊紀末期之前就已經形成，其中最早出現的類群起源於3億7千9百萬年前。

本研究在很多方面都有重大突破。首先，它新產生了131個物種的轉錄組數據，極大地擴充了目前的魚類組學數據資源庫。其次，裝配出迄今最大的魚類組學數據集，用統計檢驗解決了許多魚類起源和演化過程中懸而未決的問題。最後，本研究中所鑒定和開發的1105個分子標記片段也可以為將來構建全魚類進化樹提供參考。

系統發育關係是我們了解生命起源和進化的基礎。魚類「生命之樹」的構建，讓我們更好地了解魚類的遺傳進化機制、物種多樣性及其在生態方面的重要性，為物種多樣性及瀕危物種的保護提供科學的指導意見，也將為海洋生態環境保護、經濟物種的繁育、人類健康等研究奠定重要的科研基礎。

據了解，Fish-T1K（Transcriptomes of 1000 Fishes）項目成立於2013年11月，旨在完成一千種魚類的轉錄組測序和分析，解密魚類起源、進化、生殖、發育、免疫等多方面的科學問題。目前，該項目已成功吸引了來自7個國家的20多家科研機構的積极參与，完成了200多種硬骨魚類物種的轉錄組測序和組裝，成功構建了全球首個大規模的魚類轉錄組資料庫，為魚類基礎科研和應用研究提供大數據支撐。2016年5月，Fish-T1K項目白皮書已在GigaScience雜誌發表，文中詳細地介紹了該項目的研究內容、技術路線以及階段性成果。

目前Fish-T1K的所有轉錄組數據已全部上傳至NCBI的SRA資料庫，同時在Fish-T1K官方網站（www.fisht1k.org）上也有備份和共享。接下來，Fish-T1K全球合作聯盟將朝著完成1000種魚類的轉錄組測序和分析的階段目標繼續努力， 並在進一步分析魚類各個子類群的系統發育關係、全面解讀魚類多樣性的進化機制的同時，開展一系列子課題研究。例如利用這些數據，挖掘新型魚類毒素多肽並探討其潛在的藥用價值，探究魚類海-淡水適應性機制、魚類生長調控機制等等。目前，部分子課題已經取得突破性進展。Fish-T1K項目產生的海量組學數據及其闡明的科學問題，將大大加速魚類基礎科學研究進程，並為水產分子育種、海洋藥物研發等產業和醫學應用助力。

近期，國際學術刊物Genomics專門設立一期Fish-T1K專刊，以支撐和推動Fish-T1K項目的應用與推廣。

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