Ⅰ.乌鳢和斑鳢性别特异分子标记的发掘;Ⅱ.草鱼MARCH基因家族功能的初步分析

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shirleyzuo
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
乌鳢(Channa argus)和斑鳢(Channa maculata)为中国重要的淡水经济鱼类,乌鳢的雄性比雌性生长快,同龄商品规格的成鱼,雄性平均体重超过雌性的30%。在养殖实践中,人们发现普通杂交鳢——斑乌鳢(斑鳢♀×乌鳢♂)的雌、雄个体生长速度差异很大,成鱼中雄性平均体重超过雌性的2倍;最新培育出的杂交新品种——乌斑鳢(乌鳢♀×斑鳢♂)抗寒能力明显提高,能在北方地区冰封池塘越冬养殖。培育具有生长优势的全雄杂交鳢(斑乌鳢和乌斑鳢),将大大提高单位面积的养殖产量,降低养殖成本,提高养殖效益。然而,传统的单性育种存在研发周期漫长、工作量巨大以及性状不稳定等缺点,限制了其在生产上的应用。发掘乌鳢和斑鳢的性别特异分子标记,对于全雄杂交鳢的培育具有重要意义。  目前关于鳢科鱼类性染色体的研究很少,仅见少量染色体核型分析,未见其异形性染色体的报道。在乌鳢性别特异分子标记筛选方面有研究者进行过尝试,但都没有获得成功。因此,在乌鳢和斑鳢中发掘稳定、普适的性别特异分子标记是一项有待深入的研究课题。  本研究报道了一种基于二代测序(Next Generation Sequencing,NGS)数据发掘鱼类性别特异分子标记的方法,以XX/XY性别决定类型的乌鳢为研究对象,利用雌、雄性个体和雌性群体混合池基因组的NGS数据,运用生物信息学分析方法,从基因组中解析出性染色体中的显著差异序列,建立了一种简单、高效的性别分子标记筛选方法。主要研究结果如下:  1.对乌鳢的一尾雌性个体、一尾雄性个体和一个雌性群体混合池DNA进行NGS,采取三个基本步骤发掘乌鳢遗传性别的分子标记。第一步是差减杂交,雄性个体的测序reads与组装的雌性基因组参考序列进行比对,减去雌、雄性个体基因组中共有部分,保留雄性个体特有部分,并进行片段组装,生成雄性个体特异的contigs;第二步是靶标富集,将第一步生成的雄性个体特异contigs,与雌性群体混合池测序reads进行比对,剔除能与雌性群体混合池测序reads比对上的contigs,保留下来的contigs即为候选Y染色体特异片段,通过后续群体水平的PCR检测,即可获得Y染色体特异片段;第三步是同源克隆,将验证的Y染色体特异片段与雄性个体测序reads进行比对,利用测序reads的成对性特征,获得片段两端的外侧序列,以外侧序列为参考,与雌性个体测序reads进行比对,获得雌、雄性保守序列,根据保守序列设计PCR引物,经PCR扩增获得X染色体上的同源序列。  2.通过生物信息学分析,获得515,091条乌鳢雄性个体特异contigs,经雌性群体混合池剔除假阳性,从中筛选到候选Y染色体特异片段196条,根据特异片段序列设计PCR引物,进行引物筛选工作。筛选原则为:将只在雄性DNA中有扩增条带,或在雌、雄性DNA中扩增出差异条带的引物保留。首先以雌、雄群体混合池DNA(雌、雄各96尾)进行引物筛选,获得15对候选引物;接下来分别对12尾雌、雄性乌鳢DNA进行个体筛选,获得3对候选引物;最后用这3对候选引物分别对96尾雌、雄性乌鳢DNA进行个体验证,最后获得3条乌鳢Y染色体特异DNA片段:Contig-275834、Contig-359642和Contig-418354。通过生物信息分析和同源克隆的办法,获得了Contig-275834在X染色体上的同源片段,根据两者的插入/缺失差异,设计了可以从PCR产物条带上区分乌鳢遗传性别的引物对(275834X/Y-F和275834X/Y-R),建立了乌鳢遗传性别PCR鉴定方法。  3.对斑鳢一尾雌鱼和一尾雄鱼DNA进行NGS。由于斑鳢和乌鳢为近源物种,以196条乌鳢候选Y染色体特异片段为参考序列,斑鳢雌、雄性测序reads与之进行序列比对,结合比对统计结果、IGV视图和PCR验证结果,筛选出斑鳢Y染色体特异片段。并通过寻找该片段外侧X和Y染色体上的保守序列,获得其在X染色体上的同源片段。基于此,设计可以区分斑鳢XX雌性、XY雄性和YY超雄性个体的PCR引物组合。  4.在乌鳢的研究基础上,结合生物信息分析,获得了一条斑鳢Y染色体特异DNA片段:B-418354-Y,并获得其在X染色体上的同源片段:B-418354-X,设计了可以区分斑鳢遗传性别的引物组合(B-418354-F、B-418354-R和B-418354-X/Y-R),建立了斑鳢遗传性别的PCR鉴定方法。  乌鳢和斑鳢遗传性别PCR鉴定方法的建立为全雄杂交鳢培育提供技术支持。本研究方法具有广适性,不仅在鳢科鱼类的单性育种中具有重要的应用价值,在其它雌雄异体鱼类的单性育种中也具有广泛的应用前景。  草鱼(Ctenopharyngodon idellus)是中国一种的重要经济鱼类,然而由草鱼呼肠孤病毒(Grass Carp Reovirus,GCRV)引起的草鱼出血病严重困扰着草鱼养殖业的发展。先天性免疫反应是机体抵抗细菌或病毒侵染的第一道屏障,大量研究表明MARCH(Membrane Associated RING-CH family of E3ligase)家族和免疫调控存在密切关系,因此,MARCH家族成员也被称为免疫识别调控分子(MIR)。目前关于MARCH家族在硬骨鱼类的研究特别少,为了阐明MARCH家族在草鱼先天性免疫反应中发挥的作用,克隆了草鱼MARCH基因家族,并对它们的功能进行了初步研究,主要研究结果如下:  1.克隆了草鱼MARCH家族的八个基因:MARCH1、MARCH2、MARCH5、MARCH6、MARCH7、MARCH8、MARCH9和MARCH11;对其蛋白结构域进行预测分析,发现它们都具有典型的RING-CH(C4HC3)结构域;并将草鱼MARCH家族的蛋白分别与其他物种的MARCH家族蛋白进行同源性比对分析,研究其进化机制。  2.运用荧光定量PCR(qRT-PCR)技术对草鱼MARCH家族的八个基因在草鱼九个不同组织的表达模式进行分析,发现八个基因在检测的九个草鱼组织中均有表达,但相对表达水平有差异。  3.采用GCRV-GD108毒株对草鱼进行人工感染后,对草鱼MARCH家族的八个基因在草鱼主要免疫器官鳃、肝、脾和肠组织中的表达模式进行分析,发现MARCH1和MARCH8基因对GCRV响应强烈,特别是在肝和肠组织中。  4.结合组织表达和对GCRV感染的响应情况,对草鱼MARCH8基因进行重点研究,对其直接调控的IL-1receptor accessory protein(IL1RAP)、the major histocompatibility complex classⅡ(MHCⅡ)和transferrin receptor(TfR),以及通过IL1RAP调控的mitogen-activated protein kinase(MAPK)信号通路的效应分子early growth response1(EGR1)和dual specificity phosphatase1(DUSP1)在肠组织中mRNA变化情况进行研究,发现草鱼MARCH8对IL1RAP、TfR、EGR1和DUSP1具有负调控作用。  我们的研究初步探讨了MARCH家族在GCRV病毒感染引发的草鱼先天性免疫中发挥作用,有助于草鱼病毒免疫机制的进一步研究。
其他文献
盐霉素是由白色链霉菌产生的聚醚类抗生素,主要对革兰氏阳性菌有较高的抗菌活性,有的对某些真菌也有抗菌作用,对畜禽球虫具有广谱的活性。广泛用于禽用抗球虫剂。用药后不显示耐药性、交叉耐药性和明显的蓄积现象等优点,近年来研究发现盐霉素可直接杀死癌症干细胞,引起了各界的广泛关注。本文首先对菌种进行了考察,基于盐霉素自身抗性筛选出了高于生产对照菌株38%的突变株S-E-6。其中诱变的最佳条件为EMS 6mL/
射频信号源是无线通信系统中的一个关键部件,其性能的好坏对整个通信系统的性能指标有着重要的影响。 本文主要研究用于脉冲体制的超宽带无线通信系统(Ultra-wideBandBased
摘要:班主任的基本工作包括思想教育、纪律管理、学习管理和卫生管理,以及配合完成学校的各项工作。班级管理工作繁杂琐碎,但通过培养学生管理班级的能力,完善班级自主管理的模式,可以让学生自己来管班,班主任工作得以减轻,学生能力得以锻炼,班级力量得以凝聚。  关键词:自主管理;班委轮流执政;奖罚评价  中图分类号:G635.1 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2016)04-0094  一个
论文分析了目前国内外液压凿岩机工作原理与控制技术现状,并且总结了几类电液控制阀在液压凿岩机控制系统中的应用。为了实现凿岩机推进系统随工作条件的变化而适时调节推进压
随着信息社会的发展,传真通信在现代社会生活中以其操作简便、普及率高、真迹传输和具有法律效力等优势,得到越来越广泛的应用。这要求传真通信系统向高速化、小型化、网络化和
高密度光存储新技术是信息科学中的关键研究领域。三维光存储是突破电磁波衍射分辨率极限的下一代高密度光存储技术之一。波导多层光存储是一种原创性的基于新原理的三维光存
随着城市轨道交通的发展,站台屏蔽门系统得到了广泛的应用,加装站台屏蔽门系统对轨道交通的信号系统提出了新的要求。为了适应这些要求,本文开发了屏蔽门与列车自动控制联动
请下载后查看,本文暂不支持在线获取查看简介。 Please download to view, this article does not support online access to view profile.
期刊
植冠种子库是植物的一种重要繁殖对策,本文以云南松为研究对象,调查了云南松植冠中保存球果的年龄分布特征、种子数量、各年份球果开闭状况、各年份种子活力状况、对火烧的响应
超宽带雷达工作在大瞬时带宽情况下,其天线的参数必须能描述其工作状态即瞬时宽带下的性能,常规天线在频域下的参数即各点频的方向图、增益对于描述超宽带天线已显不足。本论文