Bin Han and colleagues report the draft genome sequence of the grass carp Ctenopharyngodon idellus, a major commercially farmed species of freshwater fish. Analyses of the grass carp genome identify lineage-specific duplications that may have contributed to the adaptation of this species to a vegetarian diet. The grass carp is an important farmed fish, accounting for ∼16% of global freshwater aquaculture, and has a vegetarian diet. Here we report a 0.9-Gb draft genome of a gynogenetic female adult and a 1.07-Gb genome of a wild male adult. Genome annotation identified 27,263 protein-coding gene models in the female genome. A total of 114 scaffolds consisting of 573 Mb are anchored on 24 linkage groups. Divergence between grass carp and zebrafish is estimated to have occurred 49–54 million years ago. We identify a chromosome fusion in grass carp relative to zebrafish and report frequent crossovers between the grass carp X and Y chromosomes. We find that transcriptional activation of the mevalonate pathway and steroid biosynthesis in liver is associated with the grass carp's adaptation from a carnivorous to an herbivorous diet. We believe that the grass carp genome could serve as an initial platform for breeding better-quality fish using a genomic approach.

Grass carp is an important commercial fish widely cultured in China. Large range of temperature, in particular extremely low temperature, has dramatic effects on the aquaculture of this teleost. However, there is relatively little research on the molecular responses in the fish exposed to cold. Given the limited vision of approaches targeting individual genes, we investigated the transcriptome profiles of brain in response to cold in order to comprehensively characterize molecular mechanisms behind it. This study indicated that the estrogen signaling pathway was inhibited in brain when grass carp acclimated to low temperature, while terpenoid backbone biosynthesis pathway and steroid biosynthesis pathway were significantly activated. Such a result implied the crucial role of cholesterol in cold acclimation. Moreover, plenty of differentially expressed genes associated with spliceosomes were enriched during cooling process, which suggested alternative splicing may be involved in the regulation of biological process in acclimation to temperature changes. In researches on extremely low-temperature tolerance, we identified four genes (DUSP1, HSPA6, NR4A1 and GADD45B) associated with MAPK signaling pathway. The four genes, extensively up-regulated at 4? and remained relatively low expression at moderate temperature, were closely related with extremely cold condition. Further examination of the candidate genes can provide insights into the mechanisms of grass carp to endure extremely low temperature in the winter.

Background: The cell cycle plays important roles in physiology and disease. The Speedy/RINGO family of atypical cyclins regulates the cell cycle. However, the origin, evolution and function of the Speedy family are not completely understood. Understanding the origins and evolution of Speedy family would shed lights on the evolution of complexity of cell cycles in eukaryotes. Results: Here, we performed a comprehensive identification of Speedy genes in 258 eukaryotic species and found that the Speedy subfamily E was extensively expanded in Homininae, characterized by emergence of a low-Spy1-identify domain. Furthermore, the Speedy gene family show functional differentiation in humans and have a distinct expression pattern, different regulation network and co-expressed gene networks associated with cell cycle and various signaling pathways. Expression levels of the Speedy gene family are prognostic biomarkers among different cancer types. Conclusions: Overall, we present a comprehensive view of the Speedy genes and highlight their potential function.

Abstract With the advancement of single-cell sequencing technology in recent years, an increasing number of researchers have turned their attention to the study of cell heterogeneity. In this study, we created a fish single-cell transcriptome database centered on zebrafish ( Danio rerio ). FishSCT currently contains single-cell transcriptomic data on zebrafish and 8 other fish species. We used a unified pipeline to analyze 129 datasets from 44 projects from SRA and GEO, resulting in 964/26,965 marker/potential marker information for 245 cell types, as well as expression profiles at single-cell resolution. There are 117 zebrafish datasets in total, covering 25 different types of tissues/organs at 36 different time points during the growth and development stages. This is currently the largest and most comprehensive online resource for zebrafish single-cell transcriptome data, as well as the only database dedicated to the collection of marker gene information of specific cell type and expression profiles at single-cell resolution for a variety of fish. A user-friendly web interface for information browsing, cell type identification, and expression profile visualization has been developed to meet the basic demand in related studies on fish transcriptome at the single-cell resolution.

ABSTRACT Anti-disease breeding is becoming the most promising solution to cyprinid herpesvirus-3 (CyHV-3) infection, the major threat to common carp aquaculture. Virus challenging studies suggested that a breeding strain of common carp is resistant to this disease. This study illustrates the immune mechanisms involved in anti-CyHV-3 ability. An integrative analysis of the protein-coding genes and long non-coding RNAs (lncRNAs) using transcriptomic data was performed. Tissues from the head kidney of common carp were extracted at day 0 (the healthy control) and day 7 after CyHV-3 infection (the survivors), and used to analyze the transcriptome through both Illumina and PacBio sequencing. Following analysis of the GO terms and KEGG pathways involved, the immune-related terms and pathways were merged. In order to dig out details in the immune aspect, The DEGs were filtered using the current common carp immune gene library. Immune gene categories and their corresponding genes in different comparison groups were revealed. Also, the immunological Gene Ontology terms for lncRNA modulation were retained. The weighted gene co-XSexpression network analysis was used to reveal the regulation of immune genes by lncRNA. The results demonstrated that the breeding carp strain develops marked resistance to CyHV-3 through a specific innate immune mechanism. The featured biological processes were autophagy, phagocytosis, cytotoxicity, and virus blockage by lectins and MUC3. Moreover, the immune suppressive signals, such as suppression of IL21R on STAT3, PI3K mediated inhibition on inflammation by dopamine upon infection, as well as the inhibition of NLRC3 on STING during a steady state. Possible susceptible factors for CyHV-3, such as ITGB1, TLR18, and CCL4, were also revealed from the non-breeding strain. The results of this study also suggested that Nramp and PAI regulated by LncRNA could facilitate virus infection and proliferation for infected cells respectively, while T cell leukemia homeobox 3 (TLX3) as well as galectin 3 function by lncRNA may play a role in the resistance mechanism. Therefore, immune factors that are immunogenetically insensitive or susceptible to CyHV-3 infection have been revealed.