【摘要】：作為長期生活在黑暗環(huán)境中的洞穴魚類,同其他報道中的洞穴魚類一樣,玫瑰高原鰍(Triplophysa rosa)擁有退化的眼睛和白化的體色。然而,當(dāng)其在自然光照條件下人工飼養(yǎng)7~14天時,大約有50%的個體全身(除腹部外)出現(xiàn)了黑色的條紋,而其它個體仍保持完全白化的體色。這種現(xiàn)象表明,在適應(yīng)黑暗環(huán)境的過程中,玫瑰高原鰍仍然擁有合成黑色素的能力,與其他報道中的洞穴魚類不同,究其原因可能是與玫瑰高原鰍新近起源有關(guān)。探討玫瑰高原鰍體色白化的遺傳學(xué)基礎(chǔ)對于揭示洞穴生物在適應(yīng)黑暗環(huán)境時體色白化的過程具有重要的理論意義。本研究的主要目的為以下2個方面:(1)利用轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)探究玫瑰高原鰍體色白化的遺傳學(xué)基礎(chǔ);(2)探討體色相關(guān)基因在適應(yīng)性演化中的作用。本論文的研究主要分為兩部分:(1)基于轉(zhuǎn)錄組學(xué)的玫瑰高原鰍體色白化的遺傳學(xué)基礎(chǔ)研究;(2)基于玫瑰高原鰍轉(zhuǎn)錄組測序預(yù)測的tyrp1基因分析。主要實驗結(jié)果為:(1)6個玫瑰高原鰍個體包括大腦和皮膚組織共12個樣本,利用Hiseq2500進行轉(zhuǎn)錄組測序后得到79.12Gb的Clean Reads,各樣品數(shù)據(jù)量均超過6Gb,平均Q30大于92.85%;利用Trinity軟件進行de novo組裝后得到291,122條Unigene,N50為2,308,回比率大于81%,表明組裝完整性較高;96,689條Unigene在COG、GO、KEGG、KOG、Pfam、Swissprot和nr等數(shù)據(jù)庫中獲得有效注釋信息。(2)體色差異的玫瑰高原鰍的皮膚組織之間共有244個差異表達基因(differently expressed gene,DEG),在有明顯黑色素沉積的玫瑰高原鰍中,177個基因表達上調(diào),67個基因表達下調(diào)。共155個DEG注釋到Gene Ontology(GO)中,130個注釋到分子功能(Molecular function),102個注釋到細胞組分(Cellualr Component),113個注釋到生物學(xué)過程(Biological Process),包含了355個GO terms,其中分別富集到GO功能最多的為ATP binding(n=22),intergral component of membrane(n=22),regulation of transcription DNA-templated(n=10);128個DEG注釋到KEGG通路中,前10個通路分別為鈣離子信號通路(Calcium signaling pathway)、RNA轉(zhuǎn)運(RNA transport)、MAPK信號通路(MAPK signaling pathway)、碳代謝(Carbon metabolism)、緊密連接(Tight junction)、RNA降解(RNA degradation)、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白加工(Protein processing in endoplasmic reticulum、)、心肌收縮(Cardiac muscle contraction)、氨基酸的生物合成(Biosynthesis of amino acids)和精氨酸和脯氨酸代謝(Arginine and proline metabolism)。(3)黑色素合成相關(guān)的MAKP信號通路中dusp6、hspa5、map2k4和mef2c基因在體色白化與有明顯黑色素沉積的玫瑰高原鰍皮膚組織之間存在顯著性差異表達(p0.01),在有黑色條紋的玫瑰高原鰍皮膚中dusp6和map2k4表達上調(diào),hspa5和mef2c表達下調(diào),暗示著MAPK信號通路及通路中的dusp6、hspa5、map2k4和mef2c基因與玫瑰高原鰍體色的白化或許存在一定關(guān)系。(4)基于玫瑰高原鰍轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)與其未發(fā)表的基因組數(shù)據(jù),預(yù)測出黑色素合成相關(guān)基因tyrp1有7個外顯子,并且其在皮膚中存在TX-1和TX-2兩個可變剪接,長度分別1,596 bp和1,521 bp,剪接發(fā)生在TX-1的第1,237~1,335bp,其第6個外顯子的3’端。玫瑰高原鰍皮膚中預(yù)測的TX-1的第6個外顯子中存在一個提前終止密碼子“TAA”,位于TX-1氨基酸序列的第417位氨基酸(C417N),并且能夠在白化和黑色素沉積的玫瑰高原鰍中轉(zhuǎn)錄,無顯著性差異(p0.1)。推測該終止密碼子并未影響tyrp1基因的轉(zhuǎn)錄。
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S917.4
【圖文】：

西南大學(xué)碩士學(xué)位論文具有典型的洞穴適應(yīng)性特征。然而在玫瑰高原鰍中存在著體色上的差異（有明顯色素沉積和沒有明顯色素沉積），表明其在適應(yīng)黑暗環(huán)境的過程中仍保存著自我合成黑色素的能力，這或許與其新近起源有關(guān)。并且這種體色差異形成的主要原因并非光照因素和性別因素，因此我們推測遺傳因素或許是造成其體色差異的主要原因之一。此前并未見到關(guān)于玫瑰高原鰍體色白化遺傳學(xué)基礎(chǔ)的研究報道。本研首次利用轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)在轉(zhuǎn)錄水平上比較玫瑰高原鰍種群內(nèi)體色差異，探討其體色白化的遺傳學(xué)基礎(chǔ)，為玫瑰高原鰍提供基礎(chǔ)研究資料，同時更進一步了解適應(yīng)性演化的遺傳機制。綜上所述，本研究的主要目的包括以下 2 個方面：（1） 利用轉(zhuǎn)錄組測序探究玫瑰高原鰍體色白化的遺傳學(xué)基礎(chǔ)；（2） 探討體色相關(guān)基因在玫瑰高原鰍適應(yīng)性演化中的作用。

圖 2-1 玫瑰高原鰍轉(zhuǎn)錄組測試數(shù)據(jù)總體 Unigene 長度分布。Fig. 2-1 The length distribution of the total Unigenes in the RNA-seq data of 12T. rosa samples.

瑰高原鰍轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)中 SNP 數(shù)量統(tǒng)計。本 SNP 密度分布，橫坐標(biāo)為 SNP 密度，即每 Kb 基因序列上的 SNP 數(shù)目；縱。B：橫坐標(biāo)代表 SNP 類型；縱坐標(biāo)代表 SNP 數(shù)量；紫色、綠色、紅色和黑玫瑰高原鰍和黑色素沉積玫瑰高原鰍皮膚中各類型 SNP 數(shù)量。mmary of SNP of T. rosa.sity distribution of 12 samples, abscissa represents the number of genes, ordinate rers of SNP in per Kb. B: abscissa represents Types of SNP, ordinate represents the nd black represent brains, skins, skins of the albino and the melanin-pigmented T. ro

【參考文獻】

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本文編號：2758592