【摘要】：甌江彩鯉是我國浙江省甌江流域廣泛養(yǎng)殖的一種地方性鯉魚品系,具有較高的食用和觀賞價值,近年來被推廣為觀賞魚類養(yǎng)殖。隨著魚類育種與培育技術(shù)的發(fā)展,以體色和生長為指標對甌江彩鯉進行平行選育,建立了五個配套選育系,目前已經(jīng)逐步形成穩(wěn)定遺傳的五種花色,包括全紅、粉玉、大花、粉花、麻花。在“全紅”和“粉玉”兩家系進行雜交之后,雜交F1代均為紅色,而F2代出現(xiàn)了體色分離,從體色分離比推測,在甌江彩鯉家系中,紅白體色可能由較少的幾個基因,或者機密連鎖的基因簇控制和決定的。近幾年,鯉魚基因組組裝的完成和250K高通量SNP(Single Nucleotide Polymorphisms)分型芯片開發(fā)的完成,使得在全基因組范圍內(nèi)進行“全紅”和“粉玉”群體遺傳差異分析成為可能。同時測序成本的降低以及BSA混合測序技術(shù)的日趨完善也為甌江彩鯉體色研究提供了新方法。我們挑取體色穩(wěn)定遺傳的全紅個體108,粉玉個體105尾,提取全基因組DNA應(yīng)用鯉魚250K高通量SNP分型芯片對“全紅”和“粉玉”群體進行全基因關(guān)聯(lián)分析,定位差異顯著性位點,最終確定體色性狀相關(guān)的差異基因。芯片數(shù)據(jù)對每尾魚199,233個單核苷酸多態(tài)性位點進行描述,我們利用Plink軟件的logistic回歸模型對兩個群體的多態(tài)性位點進行全基因組關(guān)聯(lián)分析,對151677個高質(zhì)量的芯片位點進行分析得到36,920個多態(tài)性位點,然后對每個位點進行Bonferronit統(tǒng)計檢驗,最后利用1%最顯著的369個差異位點定位功能基因886個,其中最顯著的位點為5號染色體上位于3759537bp上的位點,該點P值最高為1.65E-13,在其上游3717369bp到3723834bp位置上存在黑色素細胞增值基因1(melanocyte proliferating gene 1,MYG1),該基因已被證實與黑色素細胞增殖關(guān)系密切;在43號染色體上的170907bp位置上存在P值為1.67E-11多態(tài)性位點,在其上游8k左右的位置定位到成纖維細胞生長因子基因7(Fibroblast growth factors 7,FGF7),該基因同樣在黑色素細胞增值過程中有重要作用。為了進一步驗證關(guān)聯(lián)分析準確性,我們計算了MYG1與FGF7基因上下游500kb多態(tài)性位點的遺傳分離指數(shù)(FST)值,印證了兩個基因上下游區(qū)域確實存在兩個群體中差異較大的位點,更直觀的展示兩基因在量群體間的差異。同時,我們將“全紅”和“粉玉”兩個群體各50個樣本的全基因組DNA進行BSA混合測序,得到超過100X的測序數(shù)據(jù),比對鯉魚基因組,在基因組上尋找兩個群體間的多態(tài)性位點計算每個位點的等位基因頻率差異,并對位點進行費舍爾精確檢驗。最終我們得到多態(tài)性位點69,114,695個,定位到功能基因3280個,其中在鯉魚35號染色體上23072440位置存在P值為1e-9.08的SNP位點,在23073023的位置上存在P值為10.31的SNP位點,兩個位點同時定位到區(qū)間為23023705至23027101范圍的FGF7基因,該基因為鯉魚基因組中FGF7基因的另一個拷貝,我們推測彩鯉中FGF7在全紅群體的表達致使黑色素細胞的增殖并在黑色素或胡蘿卜素轉(zhuǎn)運中行使功能為紅色體色出現(xiàn)的根本原因。為了在分子層面剖析甌江彩鯉的紅白體色遺傳機制,我們將35號染色體上的FGF7基因的上下游100kb范圍內(nèi)471個的多態(tài)性位點的遺傳差異指數(shù)與等位基因頻率差作圖。證實該區(qū)間內(nèi)存在著差異較大的位點,也就是潛在的控制體色性狀的突變位點。文獻調(diào)研發(fā)現(xiàn)FGF基因家族在皮膚的生理生化功能上有重要作用,為了進一步研究FGF基因,我們在鯉魚基因組中整合了FGF基因家族,對其進行深入研究。成纖維細胞生長因子FGF家族是由多肽生長因子組成的大的基因家族,從低等的原始后生動物到高等哺乳動物中都廣泛存在,而且在基因結(jié)構(gòu)和氨基酸序列都具有高度的保守性。FGF基因在胚胎和成年機體都是有重要功能的。我們利用鯉魚基因組找到了35個FGF基因,系統(tǒng)進化分析顯示它們都是高度保守的,通過比較其他脊椎動物基因組中的該基因的同源拷貝數(shù)發(fā)現(xiàn)確實存在著基因復(fù)制和丟失的現(xiàn)象。在鯉魚基因組中FGF6a,FGF6b,FGF7,FGF8b,FGF10a,FGF11b,FGF13a和FGF18b是存在基因復(fù)制的。系統(tǒng)發(fā)育分析該家族與其他脊椎動物聚類的一致性也一定程度上體現(xiàn)了鯉魚基因家族的完整性和準確性。之后,我們對鯉魚35個FGF家族成員在皮膚、血液、腦、腮、心臟、腸、肌肉、脾臟和腎臟9個組織的表達進行了研究。結(jié)果表明,大多數(shù)成員在組織中是普遍表達的,尤其是皮膚和腦組織,表明該家族在鯉魚中樞神經(jīng)系統(tǒng)和皮膚組織中的重要性,也發(fā)現(xiàn)FGF7基因在皮膚中高表達,進一步證實該基因之前結(jié)論�？傊�,我們通過全基因組關(guān)聯(lián)分析和BSA混合測序技術(shù)研究了甌江彩鯉紅白體色遺傳機制,分別得到遺傳差異位點。兩方法分別指向鯉魚基因組中FGF7基因的兩個拷貝FGF7-1和FGF7-2,而FGF7基因已在模式動物中被證實有誘發(fā)增殖黑色素細胞增殖的功能。我們推測彩鯉中FGF7在全紅群體的表達致使黑色素細胞的增殖,黑色素的沉積可能就是紅色體色出現(xiàn)的根本原因。此外我們還對鯉魚FGF基因家族進行了表達分析,證實了FGF7在基因組中的復(fù)制現(xiàn)象同時證實兩個拷貝在皮膚中的高度表達。
【圖文】：

歐仁彩斂

Fig.2-1 The “whole red”and “whole white” Oujiang coNA 提取 DNA 提取工作采用德國 QIAGEN 公司的 D盒試劑皆為常溫使用，同時將水浴鍋調(diào)制 56理：將烘干處理的甌江彩鯉尾鰭鰭條剪取約ml 的小離心管中，在離心管中加入 180ul Buf用渦旋混合器，，渦旋混勻，將混合樣品置于 5裂解的混合樣品取出，加入 200ul Buffer A水乙醇渦旋混勻。轉(zhuǎn)移至試劑盒提供的 2ml 離心管的 DNeasy M
【學(xué)位授予單位】：上海海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S917.4

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本文編號：2576466