基于小黄鱼重新组装基因组的生长相关基因预估及SNP研究
发布时间：2021-02-04 07:54
本研究基于高通量测序的两种不同策略对小黄鱼基因组进行的分析,利用WGS对小黄鱼的基因组在原有的基础上进行重新组装,并进行了重新注释,利用有良好的基因组的近缘物种,对小黄鱼基因组的基因家族进行扩张收缩分析,鉴定其中与生长相关基因家族。基于2b-RAD技术对南北群体的小黄鱼进行群体分析,进一步进行大小黄鱼的比较基因组学研究,研究具体内容如下:1.小黄鱼基因组组装质量的提升利用原有的来自于东海海域野生小黄鱼的测序数据（141x）,对测序reads重新执行质量过滤后,对基因组大小进行预测预计基因组大小为687m,使用新版本的Platanus（v1.2.4）组装得到了692m的基因组,与预测结果接近。将用于组装基因组的测序片段重新比对到基因组上,总共有98.93%（91.53%）的测序数据能够比对到基因组上,基因组BUSCO达到了87.5%,对比于旧版基因组,在contig N50和scaffold N50上都有很大提升,新版基因组的contig N50和scaffold N50分别从3.6k和40k达到了7.9k和146k。对基因组进行重复序列和基因注释。小黄鱼基因组的重复序列占比为14.04...
【文章来源】：浙江海洋大学浙江省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
大黄鱼与小黄鱼全基因组核酸序列共线性分析
20继续进行基因注释，屏蔽重复序列以后，使用同源蛋白比对预测和从头预测的方法，在小黄鱼的基因组中共注释得到了29950个基因，平均CDS的长度为1285bp，BUSCO检测达到80.1%。表2.4基因组基因注释总览Table2.4Thegeneannotationofsmallyellowcroaker’sgenome类别数量类别数量基因数量29950平均外显子数量7.47平局基因长度7740.22bp平均外显子长度171.97bp平均CDS长度1285.31bp平均内含子长度:997.02bp大黄鱼的基因数量为23423。小黄鱼基因组注释基因偏多，可能是因为基因组偏碎片化导致的。将小黄鱼注释结果与大黄鱼，斑马鱼及大弹涂鱼的注释结果的比较，可以明显看到小黄鱼注释结果中mRNA和CDS存在大量短片段。平均的外显子长度及数量，与大黄鱼斑马鱼及大弹涂鱼差距不大，表明小黄鱼基因组的准确性及完整性较高。图2.4小黄鱼注释结果与大黄鱼，大弹涂鱼，斑马鱼的比较Figure2.4TheresultsofL.polyactisannotationcomparedwithL.croceaB.pectinirostrisandD.rerio2.2.4分析与总结在原有数据的基础上，利用新数据处理思路和新版本的软件，使用新的过滤软件过滤reads之后，重新预估基因组大小，且利用新版的Platanus（v1.2.4）组装成基因组后，组装质量上有较大的提升，序列长度更长，进一步的基因注释时序列完整度更高，注释基因数目更加接近于鱼类平均的基因数量。浙江海洋大学硕士学位论文
24图3.1A小黄鱼、大黄鱼和斑马鱼和美妊丽鱼的基因家族分析图3.1B小黄鱼基因组中扩张的基因家族Figure3.1AThegenefamilyanalysisofL.polyactis，L.crocea，D.rerioandA.callipteraFigure3.1BTheexpansiongenefamilyinL.polyactis3.2.2Ka/Ks正选择基因大黄鱼和小黄鱼同属石首鱼科，且形态学特征很是相似，只在体型上有明显差距。故我们可以认为，大黄鱼和小黄鱼之间收到的正选择基因极有可能是促使大黄鱼和小黄鱼分歧为两个物种的基因。大黄鱼和小黄鱼的Ka/Ks的计算结果中，总共有367个基因对受到了极其显著的选择（P<0.01），我们对这些基因进行了功能注释。注释出了308个基因（附表），其中涵盖了生物过程相关，分子功能相关，细胞组成相关等多个方面。我们着重观察到其中的4个被注释为生长因子的基因（表3.2.3）.第一个基因为SMAD3，它可以通过调节原代角质形成细胞的生长和迁移，以及改变TGF介导的单核细胞趋化性，对伤口愈合具有抑制作用。也是软骨形成和成骨的调节剂，抑制骨折的早期愈合。还可以通过刺激PDPK1激酶与14-3-3蛋白YWHAQ的分离来积极调节PDPK1激酶的活性。第二个基因为GFI1B，它是必需的原癌基因转录调节因子，是红系和巨核细胞谱系发育和分化所必需的。第3个基因是fgfr4，是一种酪氨酸蛋白激酶，作为成纤维细胞生长因子的细胞表面受体，在细胞增殖，分化和迁移的调节，脂质代谢，胆汁酸生物合成，葡萄糖摄取，维生素D代谢和磷酸盐稳态的调节中发挥作用。第4个基因是gdf6b，这是随着时间和空间不同具有不同的体细胞发生功能的基因。在原肠期晚期，在后推定神经板中表达。在体细胞发生过程中，表达沿着主干神经管的背、腹轴由前向后发展受到限制，因此在体细胞发生完成后，表达仅出现在脊髓腹侧，不包括底板和邻近的神
【参考文献】：
期刊论文
[1]鱼类基因组研究进展[J]. 徐钢春,杜富宽,卞超,石琼,徐跑. 生物技术通报. 2017(09)
[2]海洋鱼类种群基因组学研究进展[J]. 柳莹,高丽,冯俊荣. 生物技术通报. 2016(11)
[3]马鞍列岛海域小黄鱼的食性[J]. 王凯,章守宇,汪振华,许敏,赵静. 水生生物学报. 2012(06)
[4]舟山小黄鱼线粒体DNA D-loop区序列变异的遗传多样性分析[J]. 郑文娟,来育洪,尤昕煜,秦茜晗,朱世华. 动物学研究. 2012(03)
[5]江苏近岸海域小黄鱼时空分布特征[J]. 仲霞铭,张虎,汤建华,钟非,钟俊生,熊瑛,高银生,葛珂珂,于雯雯. 水产学报. 2011(02)
[6]黄海中南部小黄鱼生物学特征的变化[J]. 张国政,李显森,金显仕,朱建成,戴芳群. 生态学报. 2010(24)
[7]DNA测序技术发展历程及国际最新动态[J]. 邱超,孙含丽,宋超. 硅谷. 2008(17)
[8]远缘杂交形成的二倍体鱼和多倍体鱼生殖细胞染色体研究[J]. 张纯,刘少军,孙远东,肖俊,覃钦博,王静,何伟国,尤翠平,刘筠. 分子细胞生物学报. 2008(01)
[9]渤海小黄鱼生长特征的变化[J]. 郭旭鹏,金显仕,戴芳群. 中国水产科学. 2006(02)
[10]黄海中部小黄鱼摄食习性的体长变化与昼夜变化[J]. 薛莹,金显仕,张波,梁振林. 中国水产科学. 2004(05)
博士论文
[1]西北太平洋五种海洋鱼类的分子系统地理学研究[D]. 肖永双.中国海洋大学 2010
硕士论文
[1]小黄鱼与大黄鱼比较基因组及生长相关性状研究[D]. 王一凡.浙江海洋大学 2018
[2]小黄鱼群体的形态学、遗传学研究及其与大黄鱼的种间比较[D]. 韩真.中国海洋大学 2012
本文编号：3017994
【文章来源】：浙江海洋大学浙江省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
大黄鱼与小黄鱼全基因组核酸序列共线性分析
20继续进行基因注释，屏蔽重复序列以后，使用同源蛋白比对预测和从头预测的方法，在小黄鱼的基因组中共注释得到了29950个基因，平均CDS的长度为1285bp，BUSCO检测达到80.1%。表2.4基因组基因注释总览Table2.4Thegeneannotationofsmallyellowcroaker’sgenome类别数量类别数量基因数量29950平均外显子数量7.47平局基因长度7740.22bp平均外显子长度171.97bp平均CDS长度1285.31bp平均内含子长度:997.02bp大黄鱼的基因数量为23423。小黄鱼基因组注释基因偏多，可能是因为基因组偏碎片化导致的。将小黄鱼注释结果与大黄鱼，斑马鱼及大弹涂鱼的注释结果的比较，可以明显看到小黄鱼注释结果中mRNA和CDS存在大量短片段。平均的外显子长度及数量，与大黄鱼斑马鱼及大弹涂鱼差距不大，表明小黄鱼基因组的准确性及完整性较高。图2.4小黄鱼注释结果与大黄鱼，大弹涂鱼，斑马鱼的比较Figure2.4TheresultsofL.polyactisannotationcomparedwithL.croceaB.pectinirostrisandD.rerio2.2.4分析与总结在原有数据的基础上，利用新数据处理思路和新版本的软件，使用新的过滤软件过滤reads之后，重新预估基因组大小，且利用新版的Platanus（v1.2.4）组装成基因组后，组装质量上有较大的提升，序列长度更长，进一步的基因注释时序列完整度更高，注释基因数目更加接近于鱼类平均的基因数量。浙江海洋大学硕士学位论文
24图3.1A小黄鱼、大黄鱼和斑马鱼和美妊丽鱼的基因家族分析图3.1B小黄鱼基因组中扩张的基因家族Figure3.1AThegenefamilyanalysisofL.polyactis，L.crocea，D.rerioandA.callipteraFigure3.1BTheexpansiongenefamilyinL.polyactis3.2.2Ka/Ks正选择基因大黄鱼和小黄鱼同属石首鱼科，且形态学特征很是相似，只在体型上有明显差距。故我们可以认为，大黄鱼和小黄鱼之间收到的正选择基因极有可能是促使大黄鱼和小黄鱼分歧为两个物种的基因。大黄鱼和小黄鱼的Ka/Ks的计算结果中，总共有367个基因对受到了极其显著的选择（P<0.01），我们对这些基因进行了功能注释。注释出了308个基因（附表），其中涵盖了生物过程相关，分子功能相关，细胞组成相关等多个方面。我们着重观察到其中的4个被注释为生长因子的基因（表3.2.3）.第一个基因为SMAD3，它可以通过调节原代角质形成细胞的生长和迁移，以及改变TGF介导的单核细胞趋化性，对伤口愈合具有抑制作用。也是软骨形成和成骨的调节剂，抑制骨折的早期愈合。还可以通过刺激PDPK1激酶与14-3-3蛋白YWHAQ的分离来积极调节PDPK1激酶的活性。第二个基因为GFI1B，它是必需的原癌基因转录调节因子，是红系和巨核细胞谱系发育和分化所必需的。第3个基因是fgfr4，是一种酪氨酸蛋白激酶，作为成纤维细胞生长因子的细胞表面受体，在细胞增殖，分化和迁移的调节，脂质代谢，胆汁酸生物合成，葡萄糖摄取，维生素D代谢和磷酸盐稳态的调节中发挥作用。第4个基因是gdf6b，这是随着时间和空间不同具有不同的体细胞发生功能的基因。在原肠期晚期，在后推定神经板中表达。在体细胞发生过程中，表达沿着主干神经管的背、腹轴由前向后发展受到限制，因此在体细胞发生完成后，表达仅出现在脊髓腹侧，不包括底板和邻近的神
【参考文献】：
期刊论文
[1]鱼类基因组研究进展[J]. 徐钢春,杜富宽,卞超,石琼,徐跑. 生物技术通报. 2017(09)
[2]海洋鱼类种群基因组学研究进展[J]. 柳莹,高丽,冯俊荣. 生物技术通报. 2016(11)
[3]马鞍列岛海域小黄鱼的食性[J]. 王凯,章守宇,汪振华,许敏,赵静. 水生生物学报. 2012(06)
[4]舟山小黄鱼线粒体DNA D-loop区序列变异的遗传多样性分析[J]. 郑文娟,来育洪,尤昕煜,秦茜晗,朱世华. 动物学研究. 2012(03)
[5]江苏近岸海域小黄鱼时空分布特征[J]. 仲霞铭,张虎,汤建华,钟非,钟俊生,熊瑛,高银生,葛珂珂,于雯雯. 水产学报. 2011(02)
[6]黄海中南部小黄鱼生物学特征的变化[J]. 张国政,李显森,金显仕,朱建成,戴芳群. 生态学报. 2010(24)
[7]DNA测序技术发展历程及国际最新动态[J]. 邱超,孙含丽,宋超. 硅谷. 2008(17)
[8]远缘杂交形成的二倍体鱼和多倍体鱼生殖细胞染色体研究[J]. 张纯,刘少军,孙远东,肖俊,覃钦博,王静,何伟国,尤翠平,刘筠. 分子细胞生物学报. 2008(01)
[9]渤海小黄鱼生长特征的变化[J]. 郭旭鹏,金显仕,戴芳群. 中国水产科学. 2006(02)
[10]黄海中部小黄鱼摄食习性的体长变化与昼夜变化[J]. 薛莹,金显仕,张波,梁振林. 中国水产科学. 2004(05)
博士论文
[1]西北太平洋五种海洋鱼类的分子系统地理学研究[D]. 肖永双.中国海洋大学 2010
硕士论文
[1]小黄鱼与大黄鱼比较基因组及生长相关性状研究[D]. 王一凡.浙江海洋大学 2018
[2]小黄鱼群体的形态学、遗传学研究及其与大黄鱼的种间比较[D]. 韩真.中国海洋大学 2012
本文编号：3017994
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiyingongcheng/3017994.html
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