壮体长春鳊线粒体基因组全长测定及团头鲂密码子偏好模型分析

发布时间：2020-06-13 11:19

【摘要】：壮体长春鳊(Parabramis pekinensis strenosoma)与团头鲂(Megalobrama amblycephala)都是我国生长快、抗病强、营养价值高的人工养殖优质草食性鱼类。壮体长春鳊作为长春鳊的一个亚种,具有优良的肥满度等生长特性,因此有着更大的经济价值和淡水养殖潜力。与此同时,壮体长春鳊的这种形态学变异是研究遗传变异与表型差异的理想生物材料。团头鲂天然群体由于其生境被人为污染破坏和不合理的捕捞,已显现出种群生物量骤减、体形驱小等状况;另外,其养殖群体由于近亲交配,也出现了生长速度变慢、性成熟个体变小和抗病力变差等情况。为了长春鳊和团头鲂种业的科学发展,其种质资源保护和遗传改良等相关研究工作已显得非常重要。然而目前对壮体长春鳊的线粒体基因组分子数据报道甚少,团头鲂甚至鱼类基因组学层面的密码子偏好模型研究分析也没有报道。(1)基于近源物种长春鳊设计14对引物,对壮体长春鳊线粒体全基因进行了扩增和序列分析,其全长16,623bp,A+T碱基占55.93%,表现一定A+T碱基偏好性,共含有37个基因和2个主要的非编码区,其的位置排列与已公布的其他大部分鲤科鱼类基本相一致,通过比较分析其与长春鳊核苷酸相似度高,属内分化不明显;基于13个蛋白编码基因的湆亚科系统发育树基本可靠,属内物种聚类较好与形态学分类基本一致。(2)基于14种湆亚科线粒体基因组数据,分析了团头鲂密码子使用偏好性及与其它湆亚科鱼类使用的差异,团头鲂对密码子的使用有着较强偏好性,发现了有25偏好性的密码子,在同义密码子使用中,团头鲂更偏好使用A结尾的密码子;团头鲂与长春鳊、大眼华鳊密码子使用偏好差异较小,与、海南湆、翘嘴湆、红鳍原湆差异略大与寡鳞飘鱼差异最大,差异大小与亲缘关系相一致,密码子的偏好较好的反映了湆亚科鱼类的进化关系。(3)基于团头鲂RNA-seq数据对密码子和密码子对使用偏好进行了全面分析。识别出了5个高频密码子,而NUA和NCG密码子使用频率较低。此外还识别出了724个高频密码子对,其编码335个氨基酸对;和14个偏好使用与199避免使用密码子对。密码子使用在基因不同位置有较大异质性,靠近起始和终止密码子附近的异质性最大,且有保守的侧翼序列或相邻密码子。基因间的密码子使用偏好主要有GC3驱使,有6个GO分类和甲基化调节受基因GC3的影响。脊椎动物的密码子模型都有着物种差异性且与进化地位有关,使用密码子对的偏好对脊椎动物的进化估计更加准确。本研究为评估利用壮体长春鳊种质资源,探究属内遗传变异及相关育种工作提供了分子资料;对团头鲂甚至鱼类鱼类密码子生物学,动物进化估计提供了重要参考和全新视角,对团头鲂转基因密码子优化和育种方面的研究提供数据资料,为组学数据的挖掘与利用提供新思路。
【图文】：

结构图,线粒体基因组,体长,结构图

图 2-1 壮体长春鳊线粒体基因组结构图Fig. 2-1 Gene map of P. pekinensis strenosoma mitochondrial genome序列分析表明，壮体长春鳊线粒体基因组碱基由 31.08%A，，24.85% T，27.76 16.31% G 组成，其中 A+T 占 55.93%，表现一定 A+T 碱基偏好性。在 13 个蛋

湆亚科,蛋白编码基因,系统发育树

构建系统发育树，结果如图 2-2 所示，鲂属的 4 个鱼类首先聚在一起，然后与的 2 种鱼类聚为一支，接着与华鳊属聚为一大类后，再与湆属和原湆属聚为一后与属和飘鱼属的单系群相聚。其中青梢原湆与湆属聚为一支，而不是原湆与形态学分类稍有不同，其他聚类结果所反映的亲缘关系与现有的形态学分类，表明系统发育树基本可靠。
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S917.4

【参考文献】