材料：多鳍鱼（Polypterus senegalus）、匙吻鲟（Polyodon spathula）、弓鳍鱼（Amia calva）、鳄雀鳝（Atractosteus spatula）

测序策略：多鳍鱼（ONT+ Illumina+ Hi-C）、匙吻鲟&弓鳍鱼&鳄雀鳝（Illumina）

重要名词：Bichir（多鳍鱼）、Actinopterygians（辐鳍鱼）、Paddlefish（匙吻鲟）、Bowfin（弓鳍鱼）、Alligator gar（鳄雀鳝）、Crown jawed vertebrates（有颌类脊椎动物）、Cartilaginous（软骨鱼）、Neoteleostei（真骨鱼）

1. 四种原始辐鳍鱼基因组的组装、注释及其进化关系

研究者利用ONT+Hi-C技术构建了多鳍鱼染色体水平的参考基因组（Contig N50=4.53Mb），利用二代测序构建了匙吻鲟、弓鳍鱼、鳄雀鳝基因组草图，BUSCO值为89%-96%。通过注释，共得到18839～23374个蛋白编码基因，重复序列占比14%～44%，TcMar-Tc1是最丰富的转座子类型。

尽管目前已对现存的和灭绝的脊椎动物进行了多次系统进化分析，但仍存在争议，争议的核心问题之一就是软骨鱼和全骨鱼的分类关系。本研究中，研究者基于27个物种的359个同源序列构建了系统进化树，结果表明多鳍目是辐鳍类的姊妹群，鲟目是新鳍亚纲的姊妹群，这与其它研究结果相一致。

2. 早期辐鳍鱼的基因组进化

研究者重建了早期辐鳍鱼的核型，获得38条原始染色体。与硬骨鱼相比，非硬骨鱼与鸡的同源性更高（例如多鳍鱼与鸡同源性达到51%），且辐鳍鱼与人的同源性（9-36%）也比硬骨鱼高（6-7%）。这说明在硬骨鱼全基因组加倍之前，辐鳍鱼保留了更多的祖先基因组结构。此外，辐鳍鱼还存在22个染色体融合事件，增加了其基因组大小。

结合同义替代率（Ks）、系统发育、4dTv值分析，研究者鉴定到匙吻鲟与小体鲟各自经历了独立的3R WGD事件，分别发生在121百万年前和51百万年前。在3R WGD事件后，基因保留率及功能基因选择也存在差异，匙吻鲟保留了31%的基因，功能注释集中在与生物合成过程、基因表达和代谢过程相关的通路中；小体鲟保留了70%的基因，功能注释集中在与细胞增殖和发育相关的通路中。

 重建辐鳍鱼的祖先染色体

3.脊椎动物从水生到陆生的适应性进化

脊椎动物从水生到陆生的进化过程，涉及到多器官、多系统的协同演化，本研究中，研究者利用多组学重点探讨了肢体发育、嗅觉、肺、循环系统进化的分子机制，主要结论如下。

（1）肢体发育

通过已有研究结果，研究者猜想颌类脊椎动物的祖先通过胸鳍连接关节来灵活摆动，但在硬骨鱼中消失了。随后通过多方面的比对分析，研究者发现除硬骨鱼外，包含软骨鱼在内的多种颌类脊椎动物都存在多个保守增强子，尤其是mm703（可以调控Osr2基因的表达）。因此保守增强子可能是影响早期脊椎动物肢体发育的重要因素。

（2）嗅觉感受器的早期起源

嗅觉受体基因（OR）在检测环境中的气味分子起关键作用，而α和γ类型的OR基因又是嗅觉感受器所必须的，且也是四足动物中主要的OR基因。与软骨鱼相比，辐鳍鱼和肉鳍鱼拥有更多的OR基因，但硬骨鱼中又不存在α和γ类型的OR基因，取而代之的是与检测水溶性气味相关的OR基因；且有些非硬骨鱼的辐鳍鱼同时具有多种OR基因（包含α和γ、水溶性OR），例如多鳍鱼。因此，在鱼类进化为四足类的过程中，水溶性的OR可能与空气性的OR存在相互作用。

（3）肺与循环系统的进化

通过对8种鱼类的10种组织进行转录组分析，研究者证明了肺和鱼鳔的同源性。结合特异性表达基因和差异性表达基因的分析，支持了解剖学中肺演化的相关事实。即肺的功能和形态可以追溯到所有硬骨鱼的共同祖先，这一时期的‘原肺’在多鳍鱼和肺鱼中继续演化成更为成熟的肺，而在真骨鱼里演变成鱼鳔。

在循环系统方面，陆生脊椎动物的心肺经历了从单循环到多循环的演变历程，许多有重要调节功能的基因元件在多鳍鱼里也能找到。但由于缺失CNE原件，真骨鱼演化出了复杂的心血管系统，以适应低氧的水生环境。