一龄和三龄草鱼肝脏表观基因组和转录组差异分析
发布时间：2021-10-12 12:26
养殖实践表明,草鱼的病害通常发生在幼鱼期,即一龄之前,而较少发生在三龄之后及性成熟后的成鱼中。到现在为止,对草鱼疾病免疫与生长年龄的相互关系研究,特别是对于这个过程中,研究调控基因表达相对较少,而以DNA甲基化分子机制为切入点,来研究对动物基因调控的重要机制还不够深入。本研究选取正常发育的一龄和三龄草鱼（GC1Y和GC3Y）的肝脏为研究对象,对这个集消化、免疫和代谢功能于一身的器官进行转录组测序、全基因组甲基化测序,通过转录组分析和DNA甲基化分析,寻找在自然生长状态下,在不同生长年龄,DNA甲基化水平的变化情况,并探究与基因表达之间的相关性,聚焦于免疫相关基因,探究其对于草鱼生长的功能作用。主要结果如下:1)DNA甲基化水平在草鱼发育过程中,呈总体下降趋势,但是发现在启动子区域、以及第一外显子和个别内含子区域中,甲基化水平呈现升高状况,这些区域与基因的转录相关。2)草鱼肝脏DNA甲基化位点,具有明显的分布特征。共鉴定共3440个差异甲基化位点（DMS）,甲基化率下调的比例较高,占总量的60%。53.2%的DMS位于内含子,是外显子区域DMS数量的2.7倍。这些DMS主要集中在起始的内...
【文章来源】：上海海洋大学上海市
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
-1DNA甲基化水平在GC1Y、GC3Y之间的变化
上海海洋大学硕士学位论文20each.AndgenebodyregionsdefinedasTSStoTTS,whichincludedfirst10exonand10intronregions.比较外显子、内含子相对长度上的DNA甲基化比率(图3-2-2)，GC1Y和GC3Y在外显子1和外显子2的两端，即：剪切位点处具有较高的甲基化位点密度，而在内含子1和内含子2中分布均匀。在其他物种的研究中能够支持DNA甲基化在剪接位点的选择和可选外显子之间的联系[136,137]。同时，在研究中也发现，DNA甲基化位点在第一、二外显子中数量比起第一、二内含子少很多，推测发生甲基化的位点可能存在一定序列偏好性。在第一、二内含子中，许多GC3Y甲基化位点的甲基化水平降为“0”，又一次说明随着发育推移，甲基化水平呈现出一定降低。图3-2-2在GC1Y和GC3Y甲基化水平与相对于基因区域的位置的关系。分别绘制Exon1，Exon2，Intron1和Intron2的DNA甲基化率(y轴)相对相对长度(x轴)的散点图，每个点是代表一个甲基化位点。Fig2RelationshipbetweenGC1YandGC3Ymethylationlevelsandpositionrelativetogeneregions.ThescatterplotforDNAmethylationratio(yaxis)versustherelativelength(xaxis)oftheExon1,Exon2,Intron1andIntron2,respectively.Eachpointisamethylatedsite.通过对比一龄和三龄草鱼肝脏甲基化数据，共鉴定出3440个差异甲基化位点(DMS)，并将其分为上调和下调两组，分别用红色和蓝色表示(图3-2-3)。对
上海海洋大学硕士学位论文21DMS的基因定位进行了评估，并定义为：上游2500_0，下游0_2500，外显子1_10和内含子1_10。DMS主要分布在上游1750-751bp的5"-UTR(图3-2-3a)和1251-2500bp的3"-UTR(图3-2-3b)。DMS主要在外显子1、内含子1和内含子2处富集(图3-2-3c，3-2-3d)。此外，下调DMS的比例较高，占总量的60%。草鱼的基因组甲基化水平随着年龄从一龄到三龄增长而呈现下降趋势，这与研究脊椎动物的甲基化水平变化相似[138,139]。53.2%的DMS位于内含子，是外显子的2.7倍。尤其是第一个内含子的甲基化，这是一个典型的富含增强子的基因特征，对于基因表达影响较大[14]。这表明了鱼类第一内含子甲基化水平的重要和保守作用[140]。图3-2-3不同的基因结构区域中的差异甲基化位点数差异，(a)上游，(b)下游，(c)前十外显子，(d)前十内含子。3440DMS用红色(上调)和蓝色(下调)显示。x轴表示区域，y轴表示DMS的数量。Fig3-2-3Thenumberofdifferentialmethylationsitesindifferentregionsofthegenestructurediffers(a)upstream,(b)downstream,(c)Toptenexons,(d)Toptenintrons.The3440DMSisdisplayedinred(up)andblue(down).Thex-axisrepresentsthearea,they-axisrepresentsthenumberofDMS.3.3DMGS和DEGS及在GO和KEGG总的功能富集分析根据差异甲基化位点在基因区的分析情况，共发现2048个基因携带了差异
本文编号：3432578
【文章来源】：上海海洋大学上海市
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
-1DNA甲基化水平在GC1Y、GC3Y之间的变化
上海海洋大学硕士学位论文20each.AndgenebodyregionsdefinedasTSStoTTS,whichincludedfirst10exonand10intronregions.比较外显子、内含子相对长度上的DNA甲基化比率(图3-2-2)，GC1Y和GC3Y在外显子1和外显子2的两端，即：剪切位点处具有较高的甲基化位点密度，而在内含子1和内含子2中分布均匀。在其他物种的研究中能够支持DNA甲基化在剪接位点的选择和可选外显子之间的联系[136,137]。同时，在研究中也发现，DNA甲基化位点在第一、二外显子中数量比起第一、二内含子少很多，推测发生甲基化的位点可能存在一定序列偏好性。在第一、二内含子中，许多GC3Y甲基化位点的甲基化水平降为“0”，又一次说明随着发育推移，甲基化水平呈现出一定降低。图3-2-2在GC1Y和GC3Y甲基化水平与相对于基因区域的位置的关系。分别绘制Exon1，Exon2，Intron1和Intron2的DNA甲基化率(y轴)相对相对长度(x轴)的散点图，每个点是代表一个甲基化位点。Fig2RelationshipbetweenGC1YandGC3Ymethylationlevelsandpositionrelativetogeneregions.ThescatterplotforDNAmethylationratio(yaxis)versustherelativelength(xaxis)oftheExon1,Exon2,Intron1andIntron2,respectively.Eachpointisamethylatedsite.通过对比一龄和三龄草鱼肝脏甲基化数据，共鉴定出3440个差异甲基化位点(DMS)，并将其分为上调和下调两组，分别用红色和蓝色表示(图3-2-3)。对
上海海洋大学硕士学位论文21DMS的基因定位进行了评估，并定义为：上游2500_0，下游0_2500，外显子1_10和内含子1_10。DMS主要分布在上游1750-751bp的5"-UTR(图3-2-3a)和1251-2500bp的3"-UTR(图3-2-3b)。DMS主要在外显子1、内含子1和内含子2处富集(图3-2-3c，3-2-3d)。此外，下调DMS的比例较高，占总量的60%。草鱼的基因组甲基化水平随着年龄从一龄到三龄增长而呈现下降趋势，这与研究脊椎动物的甲基化水平变化相似[138,139]。53.2%的DMS位于内含子，是外显子的2.7倍。尤其是第一个内含子的甲基化，这是一个典型的富含增强子的基因特征，对于基因表达影响较大[14]。这表明了鱼类第一内含子甲基化水平的重要和保守作用[140]。图3-2-3不同的基因结构区域中的差异甲基化位点数差异，(a)上游，(b)下游，(c)前十外显子，(d)前十内含子。3440DMS用红色(上调)和蓝色(下调)显示。x轴表示区域，y轴表示DMS的数量。Fig3-2-3Thenumberofdifferentialmethylationsitesindifferentregionsofthegenestructurediffers(a)upstream,(b)downstream,(c)Toptenexons,(d)Toptenintrons.The3440DMSisdisplayedinred(up)andblue(down).Thex-axisrepresentsthearea,they-axisrepresentsthenumberofDMS.3.3DMGS和DEGS及在GO和KEGG总的功能富集分析根据差异甲基化位点在基因区的分析情况，共发现2048个基因携带了差异
本文编号：3432578
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