在日本，珍珠贝（Pinctada fucata）是水产养殖业的主食。这些由寄居在软体动物体内的微小刺激物产生的珍贵珠子，被用于制作世界各地的珠宝。企业家、农民和商人御木本幸吉被广泛认为在130年前首次开发了养殖珍珠，这一传统一直延续至今。2019年，珍珠的交易价格约为每公斤5,810美元（85万日元），并且随着越来越多的人开始佩戴它们，价格飙升。
然而，在过去的20年里，病毒引起的疾病和赤潮共同对养殖珍珠产业造成了沉重打击。日本标志性珍珠的产量从20世纪90年代初的超过15万磅下降到今天的仅44,092磅。
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为了更深入地了解牡蛎的遗传学，并希望发现更具抵抗力的品种，一个研究团队构建了一个高质量的、染色体级别的珍珠贝基因组。该团队在昨天发表于《DNA Research》期刊上的一项研究中概述了他们的发现。
“建立基因组非常重要，”该研究的作者、冲绳科学技术大学院大学（OIST）海洋基因组学部门的资深科学家Takeshi Takeuchi在一份声明中表示。“基因组是一个生物体的全部基因集合——其中许多对生存至关重要。有了完整的基因序列，我们可以进行许多实验，并回答有关免疫和珍珠形成的问题。”
这项工作可以追溯到2012年，当时Takeshi Takeuchi和他的合作者发布了日本珍珠贝的基因组草图。这是最早组装的软体动物基因组之一，而在之后的10年里，他们继续对基因组进行测序，以获得更高质量、染色体级别的基因组组装。
珍珠贝的基因组由14对染色体（共28条）组成，每对染色体中的一条来自父方，另一条来自母方。每对染色体中的两条携带几乎相同的基因，但可能存在细微的差异，而多样化的基因库有利于它们的生存。
通常情况下，当对基因组进行测序时，这对染色体会被合并。对于实验室环境中的动物来说，这个过程效果很好，因为它们之间通常具有几乎相同的遗传信息。然而，像珍珠贝这样的野生动物，在染色体对之间的基因变异更多，而所有这些变异都可能导致遗传信息的丢失。
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在这项研究中，该团队测序了这对染色体的两套，而不是将它们合并，这可能是海洋无脊椎动物中的首次尝试。基因组序列重建了所有28条珍珠贝染色体，并发现了其中一对染色体（第9对染色体）之间的关键差异。重要的是，第9对染色体上的许多基因与免疫有关。
“一对染色体上存在不同的基因是一个重大发现，因为这些蛋白质可以识别不同类型的传染病，”Takeuchi说道。
根据Takeuchi的说法，当动物被养殖时，通常会有一种存活率更高或产出更美丽珍珠的品系。有时可以将两种具有此品系的动物配种，但这会导致近亲繁殖，从而降低遗传多样性。研究发现，经过连续三次近亲繁殖后，这种重要的遗传多样性显著下降。
如果减少的遗传多样性发生在与免疫相关的基因所在的染色体区域（例如珍珠贝的第9号染色体），那么珍珠贝的免疫力就会受到影响。“维持水产养殖种群的基因组多样性很重要，”Takeuchi补充道。
这类研究将有助于该行业更好地预防近亲繁殖，从而使珍珠贝的免疫系统能够抵御日益增长的威胁。
