基于RNA-Seq技術(shù)的紅鰭東方鲀鰓和鰾轉(zhuǎn)錄組的初步研究.pdf

1、紅鰭東方鲀(Takifugu rubripes)屬鲀形目(Telraodontiformes),東方鲀屬( Fugu),以日本沿海為主要分布中心,在我國沿海自然數(shù)量較少,日趨罕見。紅鰭東方鲀?nèi)赓|(zhì)細(xì)膩,味道鮮美,蛋白質(zhì)含量高,素有“魚類之王”的美稱,并且其也具有很高的藥用價(jià)值。目前在我國北方沿海對(duì)紅鰭東方鲀的養(yǎng)殖規(guī)模逐漸擴(kuò)大,伴隨著病害的發(fā)生也逐漸增多。
　　鰓在魚類的免疫反應(yīng)中起到了重要的作用,通過其上的粘膜樣淋巴組織(MALT)

2、及其分泌的粘液來發(fā)揮其免疫功能。對(duì)鰓的轉(zhuǎn)錄組分析,可以鑒定出鰓免疫相關(guān)基因,為提高紅鰭東方鲀的防病抗病能力,培育抗病新品種提供理論基礎(chǔ)。另外,紅鰭東方鲀作為模式生物,在進(jìn)化方面的研究也很多。魚的鰾和哺乳動(dòng)物的肺是同源器官在形態(tài)學(xué)和胚胎學(xué)方面已經(jīng)得到了公認(rèn)。但是相關(guān)的分子生物學(xué)證據(jù)還是比較缺乏的。利用對(duì)紅鰭東方鲀鰾的轉(zhuǎn)錄組分析,找到魚的鰾和哺乳動(dòng)物的肺是同源器官的相關(guān)的分子生物學(xué)證據(jù),為鰾和肺的起源研究做出貢獻(xiàn)。
　　通過對(duì)紅鰭東方

3、鲀鰾和鰓的轉(zhuǎn)錄組研究,在鰓中共得到27530762條原始 reads,而鰾共得到22368425條。Reads的注釋基因結(jié)構(gòu)的結(jié)果表明,在鰾和鰓中,注釋為exon的reads最多分別為18120867和12336515分別占鰾和鰓總reads的59.78%和45.55%。在表達(dá)reads數(shù)范圍分布方面,鰓和鰾的reads在100-999的范圍最多,分別為8337和8143,而在大于100000的范圍內(nèi)最少,分別為27和10。在RPKM方

4、面,鰓和鰾在1.0-5.0的范圍內(nèi)的分布最多,分別為5739和5311。在500-1000的范圍內(nèi)分布最少,都為42。鰾中表達(dá)的mRNA有16912個(gè),total unique map reads為19692743個(gè),占總reads的64.97%。在鰓中表達(dá)mRNA為16531個(gè),total unique map reads為14021642個(gè)。
　　在鰾中,7294,11021和7492個(gè)基因具有一個(gè)或多個(gè)GO注釋在生物過程(b

5、iological process),分子功能(molecular function)和細(xì)胞位置(cellular component)中。而鰓中,7445,10997和5409個(gè)基因具有一個(gè)或多個(gè)GO注釋分別注釋在這三個(gè)過程。鰾中,共有5241個(gè)基因得到KEGG Pathway的注釋,共涉及201個(gè)代謝途徑。其中25.08%的基因注釋到Metabolism代謝途徑,43.37%的基因注釋到Cellular Processes,20.0

6、9%的基因注釋到Environmental Information Processing,另外,7.56%的基因注釋到Genetic Information Processing;鰓中,共有5582個(gè)基因得到KEGG Pathway的注釋,共涉及201個(gè)代謝途徑。其中25.40%的基因注釋到Metabolism代謝途徑,43.78%的基因注釋到Cellular Processes,19.88%的基因注釋到Environmental In

7、formation Processing,另外,7.34%的基因注釋到Genetic Information Processing。
　　在鰾中,共發(fā)現(xiàn)92634個(gè)SNP,對(duì)這些SNP注釋的結(jié)果表明,exon的數(shù)量最多為33943個(gè)。而在鰓中,共發(fā)現(xiàn)97069個(gè)SNP,同樣exon的數(shù)量最多為31971個(gè)。共鑒定出3790個(gè)差異基因(P<0.01且∣fold change∣>2),其中1520個(gè)基因表達(dá)上調(diào),2270個(gè)基因表達(dá)下調(diào)

8、。這些基因中,有1208個(gè)表達(dá)上調(diào)基因和1594個(gè)表達(dá)下調(diào)基因得到注釋。并從中篩選了18個(gè)基因進(jìn)行qRT-PCR驗(yàn)證,結(jié)果與 RNA測(cè)序結(jié)果明顯一致。另外,還篩選出136個(gè)鰾的豐富基因(fold change>2且 RPKM>average)和229個(gè)鰓的豐富基因(fold change<-2且 RPKM>average)。并對(duì)鰓的enricheed免疫基因TLR,IL,趨化因子以及鰾和肺同源的基因Hox,Sox,CLDN5,Wnts基