近日，深圳大學生命與海洋科學學院石瓊特聘教授團隊在生物學top期刊International Journal of Biological Macromolecules（影響因子7.7）上發表題為“Genomics comparisons provide new insights into the evolution of karyotype and body patterns in Anguilliformes species”的研究論文。

鰻鱺目魚類在生態學和生物進化研究中具有重要地位。它們長相奇特，譬如體長條、圓筒形，無腹鰭，皮膚光滑且少鱗或無鱗，鰓孔狹窄，一些海水鰻甚至沒有胸鰭（圖1）。此外，鰻鱺目魚類的染色體數目呈現多樣性，通常海水鰻擁有21對染色體（Zhang K.et al.,Scientific Data, 2023, 10:501），而淡水鰻只有19對染色體（圖3左）。因此，鰻鱺目為深入研究魚類的體型及染色體核型進化提供了理想材料。但目前相關研究還極其缺乏。

圖1 代表性鰻鱺目魚類

本研究首次預測與構建了鰻鱺目魚類的祖先染色體核型，并對海水鰻（裸胸鱔為代表）和淡水鰻（美洲鰻、歐洲鰻與日本鰻）進行全基因組比對分析（圖2）。結果顯示，淡水鰻的5號染色體斷裂，其中一部分單獨形成了海水鰻的第17號染色體，剩下的一部分則融合到2號染色體上；但這一重排現象并未產生染色體條數的變化。然而，淡水鰻的2號和3號染色體分別對應裸胸鱔的10和20號、14和18號各兩條染色體，這使得裸胸鱔染色體總數比淡水鰻多出2條，從而最終導致裸胸鱔擁有更多的21對染色體。

圖2 鰻鱺目魚類的染色體共線性及重排分析

圖3 魚類Hox基因家族的基因組分布與比較

Hox和tbx兩個基因家族與魚類鰭條發育密切相關。分析發現，海水鰻（無胸鰭）基因組中某些Hox基因（如HoxB9β和HoxD13）發生丟失，并且特定tbx基因（tbx5）出現變異(圖3)，這些可能是鰻鱺目魚類胸鰭退化的關鍵因素。

鰻鱺目魚類在進化過程中，體表無鱗或有極少且退化的鱗片。鰻鱺目和其它具有正常鱗片的硬骨魚類之間，存在某些參與鱗片形成的基因差異。其中，SCPP基因家族編碼一系列富含P/Q的分泌型鈣結合磷蛋白，參與骨骼礦化以及牙齒和鱗片形成。研究結果表明，鰻鱺目魚類的SCPP基因數目明顯較少（圖4），推測某些特定SCPP基因的缺失可能與鰻鱺目魚類鱗片極度減少現象相關。總之，本研究為鰻鱺目魚類染色體核型及體型進化的分子機制提供了新見解。

圖4 代表性魚類中SCPP基因家族的基因組分布及比較

深圳大學為第一完成單位，生命與海洋科學學院助理教授張凱為論文第一作者，特聘教授石瓊和張凱為論文共同通訊作者。內江師范學院副教授呂云云、廣東省農業技術推廣中心主任吳錦輝及深圳大學助理教授卞超參與論文發表。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.142504