鲫鱼耐盐碱基因的筛选及验证

发布时间：2020-10-27 17:40

　　 鲫鱼(Carassius aumtus)属鲤科鱼类,是一种生活在淡水中的重要经济鱼类,对盐碱水环境适应性较强。我国一直是盐碱大国,内陆盐碱水域至今还未能实现充分利用。我国大陆内蒙古自治区赤峰市克什克腾旗境内有一个天然盐碱水湖达理湖,达理湖水质属于碳酸盐I型钠质水C1Na。达理湖由于其水域盐碱度高,经济鱼类种类非常单一,而耐盐碱的鲫鱼分布其中。达理湖鲫鱼能在高盐碱水环境下繁衍生存,因此可作为耐盐碱鲫鱼研究良好的实验材料。淡水湖岗更湖位于达理湖东南部,里面分布淡水鲫鱼,可作为淡水鲫样本。普遍认为,鲫鱼在盐碱环境胁迫下,鳃和肾组织在生理功能体内调节上起着重要作用,这些变化带来的协同作用是由基因表达决定的,而鲫鱼在淡水和盐碱环境下基因差异表达的研究至今未有报道。目前我国研究人员对鲫鱼的耐盐耐碱研究多数为盐碱环境胁迫下,鲫鱼的生理生化相关研究,但迄今未见有从转录组角度进行的鲫鱼盐碱相关基因的筛选研究。目前新一代测序技术在生物领域广泛开展,更多物种的基因组被测序出来,利用新一代测序,从转录组角度分析基因表达,可以高效的挖掘功能基因。本研究是利用转录组测序技术筛选盐碱鲫鱼和淡水鲫鱼差异表达基因找到盐碱相关基因。分别在盐碱湖达理湖和淡水湖岗更湖采样盐碱鱼和淡水鱼,分别取鳃,肾组织,根据已有文献中的方法提取各组织RNA,并液氮保存进行转录组测序,转录组数据通过Linux系统中Cufflinks筛选差异表达基因,在筛选出鳃肾组织的差异基因中通过基因富集和通路分析找到与盐碱相关的基因。研究结果显示,通过高通量转录组测序技术,利用提取的鲫鱼鳃肾组织RNA,对达理湖及岗更湖鲫鱼进行转录组测序,返回的盐碱鲫鱼鳃、肾组织转录组数据对比淡水湖岗更湖鲫鱼的鳃肾组织RNA测序数据,通过cufflinks软件找到162118个差异基因,筛选其中差异显著表达的基因FDR(false discoveryrate)≤0.01,FC(fold-change)≥2,FC(fold-change)≤-2,分别找到鳃组织3433个差异显著基因,3420个肾组织差异显著基因。通过与鲫鱼参考基因组比对,找到对应的基因号进行GO(Gene Ontology)基因本体分析和KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)通路表达分析,识别出已知的与应激反应和极端环境适应相关联的基因功能类别,及信号传导途径显著富集基因,包括氧化还原酶活性、转移酶活性、转运活性,催化活性,酶调节活性等。基因富集分析,找到显著富集的基因,研究识别了包括碳酸酐酶,转氨酶,超氧化物歧化酶,谷胱甘肽S-转移酶,氨肽酶N等差异显著基因在压力适应和耐受性中起重要作用。本研究可为在高盐碱环境下耐盐碱鲫鱼群体,耐盐碱相关基因差异表达研究领域提供确切的信息,为筛选盐碱相关的候选基因提供理论依据。为下一步的关于在盐碱环境水域生长的耐盐碱鲫鱼的育种分析提供了坚实的基础。找到控制耐盐碱性状相关的基因,我们可以在将来,将更多的有经济价值的鱼类引入盐碱性水域。
【学位单位】：上海海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：S917.4
【部分图文】：

达里湖鲫鱼RNA凝胶电泳检测

图2-2 鲫鱼差异基因分析技术路线igure 2-2 The Technology roadmap analysis of differentially e

图2-3 WEGO细胞组分，分子功能，生物学过程分析Figure 2-3 Biological Process￡ Cellular Component and Cellular Function of WEGO
【参考文献】

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1 王晓杰;张秀梅;姜明;;盐度胁迫对许氏平鮋鳃、头肾、脾脏超微结构的影响[J];中国海洋大学学报(自然科学版);2006年S1期

本文编号：2858837