波纹唇鱼是一种具有较高经济和生态价值的濒危物种，主要特点雌鱼能向雄鱼的性反转，其中的分子机制尚不清楚。近日，上海海洋大学海洋动物分类与进化重点实验室唐文乔团队及其合作者在国际知名期刊Molecular Ecology Resources上以“Chromosome-level genome assembly of the endangered humphead wrasse Cheilinus undulatus: Insight into the expansion of opsin genes in fishes”为题目报道了波纹唇鱼基因组研究成果，组装得到的波纹唇鱼基因组大小1.17Gb，Contig N50 16.5 Mb。研究者对该基因组进行了注释和进化分析工作，并对影响性别反转的视蛋白基因进行了挖掘。本文章的研究成果为鱼类的保护、进化和行为研究提供了宝贵的资源。希望组为研究的顺利进行提供了基因组测序、组装和标准分析服务。研究团队利用Illumina、Nanopore和Hi-C测序，采用NextDenovo +SMARTdenovo + NextPolish策略组装，初步获得大小约1,173.4Mb的基因组，Contig N50达到16.5 Mb，BUSCO评估96.36%，单碱基准确性99.99%；然后利用145.8 Gb Hi-C数据辅助染色体挂载，最终得到24条染色体，Scaffold N50 51.5 Mb，挂载率99.98%；之后，通过同源比对预测并结合RNA-seq数据集，共预测基因22,286个，其中，22,218 (99.69%)个基因得到了功能注释；重复序列注释共鉴定重复序列540.85 Mb，占基因组大小的46.07%，其中，转座子占基因组大小的39.88%。为了分析波纹唇鱼的进化历史，研究者对波纹唇鱼和其它14种近缘物种进行基因家族比较分析，共鉴定出15,688个基因家族和560个单拷贝基因。接着，采用单拷贝基因家族构建系统发育树，波纹唇鱼与娇扁隆头鱼和贝氏隆头鱼亲缘关系最密切，同属于隆头鱼科。在约95.32 Mya，波纹唇鱼与三刺鱼和花鲈共同祖先发生分化。进一步的基因家族分析共鉴定出567个扩张基因家族和1,826个收缩基因家族以及46个显著正选择基因。颜色匹配性伴侣的吸引力很大程度上是通过视觉线索来识别的。然而，关于波纹唇鱼性沟通和性选型交配的潜在机制却知之甚少。研究者通过比较基因组学检测到数个视蛋白SWS2B、LWS1和Rh2基因的数量以串联方式扩增，并在关键位点上出现氨基酸替换，这可能加强了基因重复后的功能变化，导致视觉色素最大吸光度的光谱偏移，以捕捉功能变化。SWS2A基因丢失，而SWS2B基因拷贝数的增加是由于基因转换引起的非等位同源重组，这是由特定基因组区域的转座因子引起的。视蛋白的表达在促进鱼类交配行为和进化中起着关键作用。转录组聚类分析也表明波纹唇鱼视蛋白基因有表达差异，SWS2B-3、SWS2B-4和Rh1在视网膜中表达，其中Rh1在视网膜中表达量最高，而SWS1、SWS2B-2和Rh2b在其他区域而不在视网膜中表达。这说明基因复制后的变化使得这些基因获得了新的功能。基于560个单拷贝同源性物种树基因组中视蛋白基因的共线性和定向性总之，本研究团队利用Illumina+Nanopore+Hi-C技术组装注释了高质量的染色体级别波纹唇鱼基因组，阐明了波纹唇鱼的进化，并通过比较基因组和转录组分析了影响波纹唇鱼发生性别转换的视蛋白基因。本研究的数据和结果为研究波纹唇鱼的行为、基因流动和进化提供了宝贵的资源。 
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