七彩神仙鱼（Symphysodon aequifasciatus）性腺mRNAs与miRNAs表达分析

发布时间：2020-05-15 01:55

【摘要】：七彩神仙鱼(Symphysodon aequifasciatus),为鲈形目(Perciformes)慈鲷科(cichlid),盘丽鱼属(Symphysodon),原产自南美洲亚马逊东部和中部流域,由于它们绚丽的色彩,多变的花纹,圆盘型的身体被誉为“热带观赏鱼之王”,在亚洲几个国家的水产养殖行业受到青睐,在淡水水族贸易中占据很重要的地位。目前为止,该物种的繁殖依然依靠自然配对的方式,这就制约了七彩神仙鱼大规模工业化养殖产业的发展。成鱼雄性的个体比雌性个体要大,所以雄性更具有经济价值。但是由于缺乏基因组和转录组数据资源,所以很少有关于七彩神仙鱼基因选择育种的研究。因此了解这个物种的性腺的转录组,发现雌雄性腺不同表达的基因,对进一步研究七彩神仙鱼的基因选择育种是非常重要的。我们利用第二代高通量测序技术对七彩神仙鱼成熟的精巢和卵巢组织执行转录组测序,经过对高质量序列重头组装、拼接和功能基因注释,我们在精巢与卵巢之间鉴别出了不同表达量的mRNA和miRNA,我们筛选了与配子形成和性激素的合成等重要的性腺功能有关联的候选基因,执行了miRNA和mRNA联合分析,为筛选配子形成和类固醇激素合成相关的miRNA-mRNA对提供证据。主要结果和结论如下:1.七彩神仙鱼精巢与卵巢mRNA的高通量测序我们研究利用下一代高通量测序技术,我们建立了六个cDNA文库(三个精巢,三个卵巢)利用Illumina Hiseq 4000测序平台分别对它们进行测序,组装并比较两个组织的基因差异表达情况。本实验结果表明共获得50,082个基因序列和65,496个转录本。对比两个组织表达的基因,差异分析结果表明29,752个不同表达基因被检测到,其中18,570个上调,11,182个下调。功能基因的注释结果表明28,989(57.88%)个序列与Nr数据库匹配,20,176(40.29%)个序列与GO数据库匹配,21,311(42.55%)个序列与KOG数据库匹配,15,702(31.35%)个序列与KEGG数据库匹配。我们利用生物信息学分析方法,筛选了与配子形成、性激素的合成等重要的性腺功能有关的候选基因同时我们还对8个随机挑选的基因进行引物设计并用荧光定量PCR进行了实验验证,结果与高通量测序结果相一致,表明高通量测序结果的准确性和合理性。七彩神仙鱼的配子形成和性激素合成以及其详细的分子调控机制还有待于进一步研究。2.七彩神仙鱼精巢与卵巢的miRNAs的高通量测序我们通过Illumina平台对七彩神仙鱼的精巢和卵巢进行测序得到miRNA,并检测两者miRNAs表达水平的差异。在精巢与卵巢性腺中,我们得到的47个显著差异表达量的miRNAs。其中包括31个上调miRNA和16个下调miRNA。我们从47个差异表达的miRNA中随机挑选的8个miRNA,做了qRT-PCR验证实验。七彩神仙鱼性腺miRNA的差异表达表明,这些miRNA在精巢和卵巢中可能发挥非常重要的生物学作用,为以后深入研究miRNA在七彩神仙鱼配子形成和性固醇激素合成阶段所发挥的作用奠定基础。3.七彩神仙鱼精巢和卵巢的调控网络分析为了预测不同表达的miRNA靶基因,利用两个计算目标预测算法(TargetScan50 and miRanda 3.3a)来确定miRNAs结合点。最后,把数据预测的两种算法相结合,计算取重叠部分。通过预测七彩神仙鱼精巢与卵巢中显著性差异表达的miRNA的靶基因,miRNA的靶基因非常丰富,发现每一个miRNA都对应若干个靶基因,一个mRNA同时受多个miRNA的调控。为了明确配子形成与性激素合成相关的miRNA-mRNA基因对之间的潜在调控关系,我们利用生物信息学方法,筛选到与其功能相关的41个基因对,构成miRNA与mRNA网络关系。
【图文】：

序列,精巢,组织切片

图 1-1 成熟精巢组织切片图 1-2 成熟卵巢组织切片Figure 1-1 Mature testis tissue section Figure 1-2 Mature ovarian tissue sectionSG:精原细胞；SC:精母细胞；PS:初级精母细胞；SS:次级精母细胞；ST:精子细胞；S:精子；I，II，，III，IV，V 代表卵细胞不同时相SG: spermatogonium; SC:spermatocyte; PS:primary spermatocyte; SS:secondary spermatocyte; ST:spermatid; S: sperm ; The oocyte of phase I ,II ,III, IV ,V引自（徐亚飞, 陈再忠, 2015 未发表的数据）1.6 本研究的目的与意义本研究我们运用第二代高通量测序技术对七彩神仙鱼精巢和卵巢分别进行转录组测序，通过高质量序列组装、拼接和注释后获取了大量的差异基因。我们从中筛选了许多与性别相关的基因，其中它们涉及到配子形成与性固醇激素的合成等重要性腺的功能，为之后七彩神仙鱼这些性别相关基因功能的更深层次的研究提

序列,组织切片,七彩神仙鱼

图 1-1 成熟精巢组织切片图 1-2 成熟卵巢组织切片Figure 1-1 Mature testis tissue section Figure 1-2 Mature ovarian tissue sectionSG:精原细胞；SC:精母细胞；PS:初级精母细胞；SS:次级精母细胞；ST:精子细胞；S:精子；I，II，III，IV，V 代表卵细胞不同时相SG: spermatogonium; SC:spermatocyte; PS:primary spermatocyte; SS:secondary spermatocyte; ST:spermatid; S: sperm ; The oocyte of phase I ,II ,III, IV ,V引自（徐亚飞, 陈再忠, 2015 未发表的数据）1.6 本研究的目的与意义本研究我们运用第二代高通量测序技术对七彩神仙鱼精巢和卵巢分别进行转录组测序，通过高质量序列组装、拼接和注释后获取了大量的差异基因。我们从中筛选了许多与性别相关的基因，其中它们涉及到配子形成与性固醇激素的合成等重要性腺的功能，为之后七彩神仙鱼这些性别相关基因功能的更深层次的研究提
【学位授予单位】：上海海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S917.4

【参考文献】