鯽魚耐鹽堿基因的篩選及驗(yàn)證.pdf

1、鯽魚（Carassius aumtus）屬鯉科魚類，是一種生活在淡水中的重要經(jīng)濟(jì)魚類，對(duì)鹽堿水環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng)。我國(guó)一直是鹽堿大國(guó)，內(nèi)陸鹽堿水域至今還未能實(shí)現(xiàn)充分利用。我國(guó)大陸內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市克什克騰旗境內(nèi)有一個(gè)天然鹽堿水湖達(dá)理湖，達(dá)理湖水質(zhì)屬于碳酸鹽I型鈉質(zhì)水C1Na。達(dá)理湖由于其水域鹽堿度高，經(jīng)濟(jì)魚類種類非常單一，而耐鹽堿的鯽魚分布其中。達(dá)理湖鯽魚能在高鹽堿水環(huán)境下繁衍生存，因此可作為耐鹽堿鯽魚研究良好的實(shí)驗(yàn)材料。淡水湖崗更湖位于達(dá)

2、理湖東南部，里面分布淡水鯽魚，可作為淡水鯽樣本。普遍認(rèn)為，鯽魚在鹽堿環(huán)境脅迫下，鰓和腎組織在生理功能體內(nèi)調(diào)節(jié)上起著重要作用，這些變化帶來(lái)的協(xié)同作用是由基因表達(dá)決定的，而鯽魚在淡水和鹽堿環(huán)境下基因差異表達(dá)的研究至今未有報(bào)道。目前我國(guó)研究人員對(duì)鯽魚的耐鹽耐堿研究多數(shù)為鹽堿環(huán)境脅迫下，鯽魚的生理生化相關(guān)研究，但迄今未見有從轉(zhuǎn)錄組角度進(jìn)行的鯽魚鹽堿相關(guān)基因的篩選研究。目前新一代測(cè)序技術(shù)在生物領(lǐng)域廣泛開展，更多物種的基因組被測(cè)序出來(lái)，利用新一代測(cè)

3、序，從轉(zhuǎn)錄組角度分析基因表達(dá)，可以高效的挖掘功能基因。
　　本研究是利用轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)篩選鹽堿鯽魚和淡水鯽魚差異表達(dá)基因找到鹽堿相關(guān)基因。分別在鹽堿湖達(dá)理湖和淡水湖崗更湖采樣鹽堿魚和淡水魚，分別取鰓，腎組織，根據(jù)已有文獻(xiàn)中的方法提取各組織RNA，并液氮保存進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)通過(guò)Linux系統(tǒng)中Cufflinks篩選差異表達(dá)基因，在篩選出鰓腎組織的差異基因中通過(guò)基因富集和通路分析找到與鹽堿相關(guān)的基因。
　　研究結(jié)果顯示

4、，通過(guò)高通量轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)，利用提取的鯽魚鰓腎組織RNA，對(duì)達(dá)理湖及崗更湖鯽魚進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，返回的鹽堿鯽魚鰓、腎組織轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)對(duì)比淡水湖崗更湖鯽魚的鰓腎組織RNA測(cè)序數(shù)據(jù)，通過(guò)cufflinks軟件找到162118個(gè)差異基因，篩選其中差異顯著表達(dá)的基因FDR(false discoveryrate)≤0.01，F(xiàn)C(fold-change)≥2，F(xiàn)C(fold-change)≤-2,分別找到鰓組織3433個(gè)差異顯著基因，3420個(gè)腎組

5、織差異顯著基因。通過(guò)與鯽魚參考基因組比對(duì)，找到對(duì)應(yīng)的基因號(hào)進(jìn)行GO(Gene Ontology)基因本體分析和KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)通路表達(dá)分析，識(shí)別出已知的與應(yīng)激反應(yīng)和極端環(huán)境適應(yīng)相關(guān)聯(lián)的基因功能類別，及信號(hào)傳導(dǎo)途徑顯著富集基因，包括氧化還原酶活性、轉(zhuǎn)移酶活性、轉(zhuǎn)運(yùn)活性，催化活性，酶調(diào)節(jié)活性等?；蚋患治?，找到顯著富集的基因，研究識(shí)別了包括碳酸酐酶，轉(zhuǎn)氨酶，超氧化物