近日，我校水产与生命学院黄海教授团队联合中国海洋大学刘金相副教授，在Nature旗下权威期刊Scientific Data（JCR Q1、中科院2区，IF=6.9）发表开放获取论文Chromosome-level genome assembly and annotation of the porcupine fish (Diodon hystrix)。我校马军副教授为论文第一作者，全球首次发布密斑刺鲀（Diodon hystrix）染色体水平完整基因组，填补刺鲀科高质量染色体基因组空白，为鲀形目鱼类基因组演化、热带海水鱼类分子育种研究提供核心基础数据资源。

密斑刺鲀（Diodon hystrix）为鲀形目刺鲀科典型珊瑚礁鱼类，广泛分布于全球热带、亚热带近海，依靠全身棘刺与身体充气膨胀形成独特防御性状，同时是海南及南海沿岸重要经济食用与观赏鱼类，渔业开发潜力巨大。

鲀形目是解析脊椎动物基因组演化的经典模式类群：河鲀科拥有目前已知最小脊椎动物基因组（约 365 Mb），而刺鲀基因组体量约为其两倍，但二者基因组大小悬殊的遗传驱动机制长期缺乏高质量数据佐证。此前学界仅公开六斑刺鲀（D. holocanthus）基于 BAC 文库的碎片化基因组，组装连续性差、基因完整度不足，难以支撑功能基因挖掘、物种演化与良种选育研究，严重制约该类群科研进展。

为破解这一瓶颈，团队选取成年雄性密斑刺鲀肌肉组织为测序材料，整合多平台高通量测序技术联合组装：PacBio HiFi长读长测序数据46.7Gb（测序覆盖度 65.8×）、ONT 超长读长35.43Gb（覆盖度 49.9×）、Illumina短读长34.34 Gb，搭配65.14 Gb Hi-C染色质互作数据；依托HiFiasm完成基因组初步拼接，再通过ALLHiC算法将序列挂载至染色体层级。

全套组装与质控结果显示，本次密斑刺鲀基因组组装总大小713.62Mb，scaffold N50达 31.52 Mb，序列成功挂载至23条染色体，挂载率高达98.63%；BUSCO完整性评估97.7%，Merqury碱基精度QV值 50.46，二代测序reads比对率99.74%，证明该基因组兼具极高完整性、精准度与连续性，是目前刺鲀科组装标准最高的基因组资源。

团队同步完成全基因组注释解析：基因组重复序列占比39.82%；共预测23171个蛋白编码基因，其中22221个基因完成功能注释，注释完整率95.9%；统计得到基因平均长度13529.88bp，平均CDS长度1647.70 bp，单基因平均外显子数量9.63个。基于高质量基因组开展系统发育重建，明确刺鲀科与河鲀科共同祖先分化时间约5500万年前，为解析两类群基因组大小差异的演化路径提供关键时间节点与分子证据。

该成果是全球首个刺鲀科染色体水平基因组，同时也是鲀形目体系内为数不多的染色体级参考基因组。研究产出的完整基因组序列、基因结构注释、重复序列信息、系统发育数据集全部公开共享，多维度支撑后续研究：一是解析刺鲀膨胀防御、硬刺发育等特殊性状的分子调控通路；二是支撑南海刺鲀种质资源评价、良种选育与繁殖生物学研究；三是系统揭示鲀形目基因组扩张/收缩演化规律，阐明刺鲀与河鲀基因组尺寸悬殊的遗传驱动机制；四是为热带珊瑚礁鱼类适应性演化、海洋生物多样性保护提供重要数据支撑。

该论文第一作者为我院马军副教授，曹柳、岳彦峰、武雅彤、卢艳、陈攀、唐磊参与试验与数据分析；我校黄海教授、中国海洋大学刘金相副教授为共同通讯作者。研究依托我校崖州湾创新研究院、教育部热带海洋生物资源利用与保护重点实验室完成全部生物信息分析工作，得到海南省重点研发计划、我校南海水产育种联合开放课题、校级科研启动项目资助。

本研究紧扣海南自由贸易港热带海洋种质资源保护与开发核心需求，补齐南海特色经济鱼类基因组研究短板，进一步夯实我校在热带海水鱼类基因组学、水产分子育种领域的科研优势，持续提升学校在热带海洋生物演化领域的国际学术影响力。

论文链接：DOI：https://doi.org/10.1038/s41597-026-07390-1

责编：陈秋诗

初审：符翔

复审：黄海

终审:王世运