摘要鳙(Hynpophthalmichthys nobilis)是我国池塘和大水面水体的主要养殖对象,是中国最重要的经济鱼类之一。鳙有一种特殊的生理现象:其体色会随着环境改变而发生显著的变化。本研究主要以不同养殖条件下的鳙为研究对象,利用转录组测序技术(RNA-seq)和甲基化修饰依赖性内切酶测序技术(MethylRAD-Seq)等组学技术,探讨鳙体色变化调控的分子机制;从转录组学和表观遗传学角度,探讨影响鳙体色变化的信号通路及候选基因。主要研究结果如下:<br> 经过对黑色处理组(BT)和白色处理组(WT)两组处理组鳙的体色测量结果分析,发现BT鳙体色显著偏深,亮度值L*在30左右;而WT鳙体色显著偏浅,L*值在60左右。<br> 使用6尾BT和WT(每组各3尾)鳙的皮肤样本进行了RNA-seq。通过比较WT和BT鳙皮肤组织中基因表达量,挖掘出274个可能与鳙体色调控相关的差异表达基因。KEGG富集分析结果显示,差异表达基因主要被富集在能量代谢、细胞迁移和黑色素合成相关的遗传通路,其中酪氨酸代谢通路中的差异表达基因tyrp1(酪氨酸酶相关蛋白1)和pmel(黑色素体前体蛋白)可能是鳙体色变化调控相关的关键候选基因。<br> 使用20尾BT和WT(每组各10尾)鳙皮肤进行了MethylRAD-Seq,共得到551.4M ReadSum,通过比较BT和WT鳙皮肤中基因的甲基化程度差异,挖掘到145个与鳙体色调控相关的差异甲基化基因。通过GO和KEGG数据库的富集分析,发现这些基因主要与神经调节、细胞周期和细胞迁移三大功能相关。这些结果为脊椎动物的体色变化是黑色素细胞的起源、迁移和调控等一系列生理过程的结果这一理论提供了佐证。<br> 对鳙体色变化候选基因pmel开展了分子多态性和基因表达规律研究。共在pmel中挖掘到了4个SNP位点,其中2个位于外显子,1个位于内含子,1个位于5'UTR区。pmel在鳙的各个组织中都有表达,组织之间表达量差异较大;在鳙的体色变化过程中,pmel的表达量也会随体色变化,且两者的趋势基本一致。这些结果提示pmel基因参与了鳙体色变化的调控并可能发挥了关键作用。
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