基于转录组测序对杂交石斑鱼及其母本褐点石斑鱼的比较分析

发布时间：2020-10-24 08:58

　　 褐点石斑鱼(Epinephelus fuscoguttatus)和杂交石斑鱼(E.fuscoguttatus♀×E.polyphekadion♂)是鲈形目石斑鱼属鱼类,是我国东南沿海的重要养殖品种。杂交石斑鱼是褐点石斑鱼(E.fuscoguttatus♀,又叫老虎斑、棕点石斑鱼)和清水石斑鱼(E.polyphekadion♂,又叫杉斑)杂交获得的新型杂交种。国内外的研究表明,该杂交石斑鱼具有较亲本更好的生长性状,是一种非常有市场接受度和适合产业化养殖的杂交种。现有关于该杂交石斑鱼的研究主要集中在生长等表观性状或者生理生化刚面,但是生长背后分子机制方面的研究依旧未见报道。为了探究褐点石斑鱼和杂交石斑鱼表现出生长差异性背后的分子机制,本研究对褐点石斑鱼和杂交石斑鱼的脑、肝脏以及肌肉组织进行测序和比较分析。取得的研究结果如下:1、通过转录组测序分别在杂交石斑鱼和褐点石斑鱼的脑、肝脏以及肌肉的六个文库中获得7 581 722 449,6 330 804 586,8 175 941 387,6 343 265 141,6229 084 451,7 197 785 696 bp的clean reads。2、组装得到54 610个unigenes,GC含量为46.666 5%,N50为2 718,平均长度为1 357,总数据量达到74 119 587 bp。组装得到的54610个ungenes进行Nr、Swissprot、KOG和KEGG四大数据库功能注释,共有28 832个unigenes注释到Nr,Swissprot,KOG和KEGG数据库。3、在脑组织比较分析发现6 437个差异表达基因,进一步分析发现生长激素、生长激素释放激素前体、促乳素、生长催乳素前体、精氨酸催产素等生长相关基因在杂交石斑鱼中显著上调,这和杂交石斑鱼生长较快的性状吻合。肝脏组织比较分析发现7 380个差异表达基因,分析发现磷脂酰肌醇4-磷酸5-激酶1β型,蛋白磷酸酶1调节亚基3C,肝型脂肪酸结合蛋白,淀粉结合域蛋白1,Mid1-互作蛋白1等基因在杂交石斑鱼中表达上调,也与杂交石斑鱼生长较快的性状相符。肌肉组织的比较分析发现6 417个差异表达基因,其中配对盒蛋白Pax-3,肌酸激酶亚型,类心肌素和生肌决定因子等调节肌肉发育的基因在杂交石斑鱼中显著上调表达,和杂交石斑鱼生长较快的性状一致。将差异表达基因比对到KEGG数据库中。共有7452个差异表达基因比对到217条通路中。其中,神经活性配体-受体互作、胞吞作用、MAPK信号通路、粘着斑和钙信号通路是富集较多基因的通路,其中MAPK信号通路,钙信号通路,PPAR信号通路等通路是和生长调节密切相关的通路,可能参与了杂交石斑和褐点石斑鱼生长差异性的调节。4、克隆得到血小板衍生生长因子样受体、脂肪酸结合蛋白和MID1相互作用蛋白1基因,并对这三个基因的序列进行生物信息学分析;最后,对PDGFRL、FABP、MID1IP基因的组织分布发现,这三个基因在各组织均有表达,其中PDGFRL在心脏的表达显著高于其他组织,FABP在肝脏中的表达显著高于其他组织,MID1IP在心脏、肌肉和肠的表达显著高于其他组织。综上所述,本研究获得了杂交石斑鱼和褐点石斑鱼脑、肝脏和肌肉转录组数据,筛选到一批生长相关的差异表达基因,这些基因在脑、肝脏和肌肉的差异表达可能是两种石斑鱼生长差异性的重要因素。同时,克隆得到杂交石斑鱼PDGFRL、FABP、MID1IP基因序列的克隆和特征分析,为杂交石斑鱼后期功能验证和调控机制的研究奠定了基础。
【学位单位】：广东海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S917.4
【部分图文】：

基于转录组测序对杂交石斑鱼及其母本褐点石斑鱼的比较分析（11）向吸附柱添加 30 μL 的无 RNA 酶水，放置 1min。（12）12000×g，4℃离心 1min，洗脱的 RNA 保存在超低温冰箱。使用 Nanodrop ND-2000 检测 RNA、接着使用 Agilent 2100 Bioanalyzer 检测RIN（RNA integrity number）值（RIN 值≥7）等参数。最后通过琼脂糖凝胶电泳条带检测 RNA 是否有 DNA 污染。2.2．2 转录组文库构建和测序质量检测合格的 RNA 样品将用于 cDNA 测序文库的构建和转录组测序。文库的构建按照 TruSeq DNALibrary Prep Kit（Illumina, USA）的说明书进行。测序基本流程如图 2-1 所示，主要包括：（1）带有 Oligo（dT）的磁珠分离得到 mRNA；（2）通过 fragmentation buffer 使信使 RNA 破碎；（3）反转录；（4）末端修复、加尾、连接接头；（5）PCR 扩增、文库质控；（6）测序。

图 2-2 褐点石斑鱼和杂交石斑鱼脑组织差异基因统计柱状图Figure 2-2 Histogram of differential gene statistics of tiger grouper and hybrid grouF1 brain tissues2.3.5 GO 注释34 061 个基因在生物过程、细胞组分和分子功能三个大类别的 53 个功能别中得到注释。在生物过程方面，较多的 unigenes 聚类到细胞过程、单一机体程、代谢进程和生物调控等。关于细胞元件，细胞，细胞组分、生物膜、生物组分和细胞器等聚类的 unigenes 较多。在分子功能方面，结合、催化活性是聚较多 unigenes 的功能类别（图 2-3）。33952716203713586790因数基umberNfoenegsphasekillingnesiscesstionzationrocessionessCelltionpartmatrixregionpartplexpartlumenpartfiberpartparttivitytyyvitytivityvityivityLevel 2 GO terms of Epinephelus_fuscoguttatus-unigene.fa.GO

广东海洋大学硕士学位论文2.3.6 GO 功能富集分析GO 富集分析能将差异表的的基因根据其功能进行分类，从而找到基因和基因产物的属性，确定差异表达基因的生物学功能。如图 2-4 所示，在褐点石斑鱼和杂交石斑鱼的脑组织共有 2467 条差异表达基因被富集到 45 个 GO terms 中，其中 1231 条上调，1448 条下调。从差异表达基因参与的生物学过程来看，基因较多富集的是单一机体过程和细胞过程。从细胞组分来看，细胞和细胞部分是含较多基因的富集类别。而从分子功能分析，结合和催化活性富集较多基因。
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 徐先栋;谢珍玉;欧阳吉隆;王世锋;周永灿;;褐点石斑鱼脱鳞病病原菌的分离与鉴定[J];海洋科学;2012年02期

2 戴小连;Jumroensri Thawonsuwan;李宏;Jiraporn Jarungsriapisit;王世锋;郭伟良;周永灿;谢珍玉;;中药和泰药提取物对褐点石斑鱼的免疫效果[J];海南大学学报(自然科学版);2012年02期

3 林阿乞;孙秋萍;刘丽;陈小红;蔡俊鹏;;应用蛭弧菌提高褐点石斑鱼土塘育苗成活率初探[J];河北渔业;2013年04期

4 刘洋;孟连仲;张建雄;;豆粕替代鱼粉对褐点石斑鱼生长、营养组成及血液指标影响[J];中国饲料;2018年04期

5 周晖;陈刚;纪多亮;王赛;张健东;;3种蛋白替代鱼粉对褐点石斑鱼生长、体成分及能量收支的影响[J];广东海洋大学学报;2012年06期

6 尹绍武;廖经球;黄海;雷从改;陈国华;张本;;褐点石斑鱼不同组织4种同工酶的研究[J];海洋通报;2007年01期

7 廖经球;尹绍武;陈国华;黄海;雷从改;娄甜甜;;褐点石斑鱼的核型研究[J];水产科学;2006年11期

8 尹绍武;黄海;廖经球;雷从改;陈国华;张本;;点带石斑鱼与褐点石斑鱼4种同工酶的比较研究[J];水产科学;2007年09期

9 黄建盛;陈刚;张健东;王忠良;汤保贵;周晖;;盐度对杂交石斑鱼受精卵孵化和卵黄囊仔鱼形态及活力的影响[J];中国水产科学;2017年03期

10 樊廷俊;魏云波;徐晓辉;孙爱;姜国建;;褐点石斑鱼三种组织细胞系的建立[J];中国海洋大学学报(自然科学版);2009年05期

相关博士学位论文 前1条

1 魏云波;褐点石斑鱼（Epinephelus fuscoguttatus）三种细胞系的建立、病毒敏感性以及环境污染物对其毒性作用的研究[D];中国海洋大学;2009年

相关硕士学位论文 前5条

1 卢晓颖;杂交石斑鱼及其母本褐点石斑鱼免疫相关基因的筛选及功能分析[D];广东海洋大学;2019年

2 林明德;基于转录组测序对杂交石斑鱼及其母本褐点石斑鱼的比较分析[D];广东海洋大学;2019年

3 戴小连;褐点石斑鱼天然免疫增强剂筛选及黄芪对其免疫功能影响研究[D];海南大学;2012年

4 王百龙;石首鱼、鲳鱼、石斑鱼的生药学研究[D];山东中医药大学;2016年

5 纪多亮;不同蛋白源饲料对褐点石斑幼鱼生长利用、能量收支及血液学指标的影响[D];广东海洋大学;2011年

本文编号：2854269