多倍化現象在脊椎動物中極為罕見；多倍體脊椎動物在多倍化發生和其後的二倍化進程中可能經歷基因組休克效應。但對於相關演化遺傳機制是什麼、機制是否相同等問題，存在不同假說和許多尚待澄清的問題。在張亞平院士領導下，雲南大學省部共建雲南省生物資源保護與利用國家重點實驗室羅靜教授、中科院昆明動物研究所呂雪梅研究員、湖南師範大學劉少軍院士、南京農業大學陳增建教授、中國農業科學院農業基因組研究所阮珏研究員和廈門大學徐鵬教授等帶領的團隊聯合攻關，以鯉亞科魚類基因組為研究對象，對脊椎動物異源多倍體基因組的亞基因組演化問題進行了深入的研究。
由於鯉亞科魚類在演化歷史上可能經歷了四輪之多的全基因組加倍事件，染色體數目達到約100條之多，且其第四輪全基因組加倍事件是伴隨一次遠緣雜交事件發生，而這一類群的二倍體直系祖先均已滅絕，這為鯉亞科魚類基因組的測序、組裝和亞基因組鑑別引入巨大的難度。團隊合作同過利用長讀長三代測序、Bionano光學圖譜和染色質構象捕獲測序技術對紅鯽基因組進行從頭組裝，獲得50條染色體的單倍型參考基因組，完整性和準確性均高於近期發表的金魚、鯉魚基因組。同時基於鯉亞科、䰾亞科、裂腹魚亞科代表物種的線粒體基因組和全基因組標記的系統發育樹構建和比較，首次成功對紅鯽兩個亞基因組的母系和父系親本來源進行了清晰的劃分。
通過重建鯉亞科魚類的多倍化演化歷史，發現鯽魚、鯉魚和金線䰾共同起源於13.8~15.1百萬年前的一次古異源多倍化事件。比較基因組學和多組織、多胚胎發育時期轉錄組和DNA甲基化的分析結果表明，紅鯽與異源多倍體植物和爪蟾基因組中非對稱的演化模式呈現明顯不同：1）紅鯽的父系和母系來源的亞基因組均沒有顯著的大規模非對稱性丟失和演化速率偏向性，兩個亞基因組在整個二倍化進程中一直經歷交替的非對稱性功能丟失；2）雖然兩個亞基因組的同源基因對總體呈現平衡表達，有趣的是，兩個基因拷貝隨胚胎發育時間的推進發生表達優勢的切換；3）同源基因拷貝的表達與DNA甲基化的變化呈負相關，但甲基化並不能解釋同源基因對在胚胎發育進程中的表達優勢切換模式，這提示可能存在更複雜的調控機制決定同源基因對的表達。以上結果說明異源多倍體物種的演化策略具有多樣性。在多倍化之後的二倍化進程中，鯉亞科魚類具有其獨特的演化策略，以平衡亞基因組的穩定和多樣化。這為研究異源多倍體脊椎動物的基因組演化和功能提供了新的思路。
該工作以「From asymmetrical to balanced genomic diversification during rediploidization： subgenomic evolution in allotetraploid fish」為題發表在期刊Science Advances上，雲南大學的羅靜教授，博士後柴靜，中科院北京基因組研究所的博士生文豔玲，湖南師範大學的陶敏博士，雲南大學的博士生林國亮為共同第一作者，張亞平院士、呂雪梅研究員、劉少軍院士、陳增建教授、阮珏研究員和徐鵬教授為共同通訊作者。Science Advances為Science系列雜誌，也是Nature Index 期刊，中國科學院分區為綜合類一區，五年平均影響因子為13.293，影響因子還在持續增長中。
論文連結：
https：//advances.sciencemag.org/content/6/22/eaaz7677