多倍化作为生物进化的重要方式之一，通过基因组倍增的方式快速增加了遗传物质。自然界中的主要类群都经历过这种染色体水平上的加倍，而基因组倍增所导致的遗传物质的增加为脊椎动物的快速辐射进化提供了丰富的遗传物质基础，为新物种的形成以及新性状的产生和占领新的生态位提供了可能，但只有极少的远古基因组复制时间被保留了下来，在整个脊椎动物的进化历程中，被保留下来的全基因组重复事件也不过2次（对硬骨鱼类来说是3次）。如何在脊椎动物中寻找到研究多倍化的模式生物，进而阐明在多倍化发生的初期，生物体所经历的从基因组到表型所经历的巨大的变化，已成为脊椎动物多倍化研究中亟待解决的问题。而硬骨鱼类作为多倍化物种极为丰富的类群，目前脊椎动物中种类最丰富的一个类群，占现存脊椎动物种类数目的一半以上。其中鲤科鲃系的鲤亚科、鲃亚科、裂腹鱼亚科鱼类中均存在着丰富的多倍化物种，这些多倍化物种很可能是研究脊椎动物多倍化的良好模型。　　 利用这些多倍化鱼类之内存在的多倍化潜力，本研究以湖南师范大学刘少军教授通过属间远缘杂交（染色体数目相同）在世界上首次获得了遗传性状稳定的异源四倍体鲫鲤体系为研究对象，可以通过该人工制备的异源四倍体鲫鲤清晰的亲本背景、完整的家系构成，来研究多倍体鱼类发生初期其基因组演化特征。我们对异源四倍体鲫鲤杂家体系转录组的研究中，还结合了Roche公司的454和illumina公司的illumina这两种二代测序平台，整合了两种测序平台的优点，即454平台产生的读长较长，而illumina平台的通量较大，从而较为有效地完成了对第18代异源四倍体鲫鲤(F18)、原始母本红鲫(H)、原始父本湘江野鲤(L)转录组的重建，进而为脊椎动物多倍化的研究提供了模式生物的探索，并且对研究多倍化形成的早期生物体在各个方面的变化，奠定了良好的基础。　　 通过对异源杂交后代和父母亲本之间同源基因的分析，发现了后代的表达特征更多地遗传自母本。对三个样本不同表达量基因的分析发现，异源四倍体后代与父母亲本之间在中低表达量基因的表达并没有明显的不同，可能是因为这部分基因多数为管家基因或一些在生命进程中至关重要的基因，因而会表现得较为保守。而在高表达基因中可以看出，异源四倍体后代形成了不同于父母亲本的独特的表达规律，不但集合了双方亲本的优势还提高了自身的适应性和生存能力。通过基因的差异表达分析，得到的相关基因的注释结果与异源四倍体后代与父母亲本的表型及某些生理差异相吻合，比如性成熟时间和胚子大小等差异。最后还对在异源四倍体形成过程中产生的基因的重组情况进行了分析，共发现了208个同源基因（其中有153个为重组基因）并且将这些基因分成了9类，其中前5类为重组基因，例如有的重组基因的5端来源于某一方亲本而3端则来源于另一方亲本，有的重组基因则是5和3端来源于同一方亲本而中间部分却来源于另一方亲本，有的重组基因则没有规律，突变位点随机地分布在整个序列中。而其余的4类中，有两类异源四倍体的序列与父本或者母本完全一致，有一类异源四倍体的序列与父母本序列均不相同，但父母本序列却相同。最后一类则是异源四倍体、父本、母本的序列完全相同。正是这些在异源四倍体形成过程中产生的大量重组基因，可能提高了后代的环境适应能力和生物多样性，并可能加快了物种进化的进程。　　 本研究的结果为脊椎动物多倍化演化初期基因组迅速变化提供了直接的证据，同时为脊椎动物多倍化初期基因组如何贡献于新生多倍体的适应性演化提供了有意义的线索。