我饲养的睫角守宫
本文为预印本文章，发布平台为bioRxiv，文章上传日期为2024年9月30日。
摘要
大多数壁虎（守宫）都具备尾巴再生的能力，但纤毛多趾虎属（Correlophus）、平尾虎属（Uroplatus）和珠尾虎属（Nephrurus）的部分个体却无法再生丢失的尾巴。在这些不具备再生能力的壁虎中，睫角守宫（Correlophus ciliatus）以其容易获取、饲养简单、繁殖能力强及杂交潜力高而显得尤为突出。这些特征使得睫角守宫成为研究尾巴再生能力丧失背后的遗传、分子和细胞机制的理想模型。我们组装了一份睫角守宫的连续基因组，总大小为1.65 Gb，包含152个scaffolds，L50为6，N50为109 Mb。基因组中重复序列占40.41%，并注释到了30,780个基因。睫角守宫基因组的组装为未来在不具备再生能力的壁虎与具备再生能力的壁虎及其他有鳞目爬行动物之间开展比较基因组学研究提供了宝贵资源。
背景介绍
睫角守宫（Correlophus ciliatus）是新喀里多尼亚特有的一种壁虎，其头部和眼部具有突出的棘状结构（图1 A, B），并且无法再生被截断的尾巴（图1 C, D）。睫角守宫的染色体与大多数新喀里多尼亚的壁虎相似，呈现出典型的双臂着丝粒和端着丝粒（2n=38）的核型形态（图1 E）。睫角守宫很容易适应圈养环境；作为一种夜行、杂食性的物种，睫角守宫来自温和的热带气候，能在室温下良好生存，并且不需要许多其他壁虎所必需的昂贵照明设备或昆虫饮食。此外，睫角守宫几乎可以在全年不进行季节性模拟的情况下繁殖，因此也是爬圈中最容易繁殖且繁殖力最强的物种之一。
图1 睫角守宫形态特征与染色体核型
睫角守宫是仅有的十四种已知丧失尾部再生能力壁虎（总共超过1,850种的物种中的一种（补充材料表1）。在这些不能再生尾巴的壁虎中，只有睫角守宫在美洲和欧洲的爬宠市场中易于获得。此外，睫角守宫是唯一能够与具备再生能力的近缘种杂交的壁虎，特别是与萨拉辛守宫（Correlophus sarasinorum）、魔物守宫（Mniarogekko chahoua）和盖勾亚守宫（Rhacodactylus auriculatus）发生杂交。目前，所有其他已测序基因组的壁虎物种都具备尾巴再生能力（T. P. L.的个人观察）。研究不具备再生能力的壁虎以确定与尾巴再生相关的基因区域是开展睫角守宫基因组测序的主要驱动力。由于其易于照料、高繁殖率以及杂交潜力，睫角守宫是研究尾巴再生能力丧失背后的遗传机制的理想模式物种。
补充材料表1：十四种已知丧失尾部再生能力的壁虎的分布情况，在美洲和欧洲宠物市场的可获得性以及保护状态
Species | Distribution | Availability | Conservation Status (IUCN 3.1) |
Correlophus ciliatus | New Caledonia | ++++++ | Vulnerable |
Correlophus belepensis | New Caledonia | | Critically Endangered |
Nephrurus amyae | Australia | +++ | Least Concern |
Nephrurus asper | Australia | +++ | Least Concern |
Nephrurus sheai | Australia | ++ | Least Concern |
Uroplatus ebenaui | Madagascar | +++ | Vulnerable |
Uroplatus fetsy | Madagascar | | |
Uroplatus fiera | Madagascar | + | |
Uroplatus finaritra | Madagascar | + | |
Uroplatus fotsivava | Madagascar | | |
Uroplatus kelirambo | Madagascar | | |
Uroplatus malama | Madagascar | | Vulnerable |
Uroplatus phantasticus | Madagascar | +++ | Least Concern |
结果与讨论
总组装大小为1.65 Gb，GC含量为45%（表3）。通过k-mer分析估算的基因组大小为1.52 Gb（表3）。值得注意的是，杂合峰的覆盖度为50X，而纯合峰的覆盖度为100X，二者差异约为两倍（图3）。这表明该基因组具有较高的杂合性。根据GenomeScope的估算，杂合率约为0.51%（表4）。Contig/scaffold的N50为109 Mb，最长的scaffold长度为169 Mbp（表3）。99.54%（1,653 Mbp）的总组装被分配到19个染色体长度的scaffold中（图4）。这一染色体scaffold数量与睫角守宫核型中观察到的单倍体染色体数量一致（图1 E）。
睫角守宫基因组的重复序列含量为40.41%，总长度为663.95 Mbp（表5）。其中，DNA转座子占基因组的1.39%，而LINE、SINE和LTR转座子分别占14.75%、6.42%和1.08%。基于de novo的基因预测共识别出30,780个编码蛋白的基因（表6），其中20,429个基因（66.37%）的AED评分≤0.5（补充材料图1）
数据验证与质量控制
我们使用BUSCO v5.7.1评估了睫角守宫基因组的质量与完整性。使用eukaryota_odb10数据集进行的BUSCO分析显示，睫角守宫基因组捕获了eukaryota_odb10数据集中99.6%的BUSCO基因（表7），表明该组装具有较高的完整性。
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