鯽魚耐鹽堿基因的篩選及驗證.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)濟魚類，對鹽堿水環(huán)境適應(yīng)性較強。我國一直是鹽堿大國，內(nèi)陸鹽堿水域至今還未能實現(xiàn)充分利用。我國大陸內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市克什克騰旗境內(nèi)有一個天然鹽堿水湖達理湖，達理湖水質(zhì)屬于碳酸鹽I型鈉質(zhì)水C1Na。達理湖由于其水域鹽堿度高，經(jīng)濟魚類種類非常單一，而耐鹽堿的鯽魚分布其中。達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驗材料。淡水湖崗更湖位于達

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，這些變化帶來的協(xié)同作用是由基因表達決定的，而鯽魚在淡水和鹽堿環(huán)境下基因差異表達的研究至今未有報道。目前我國研究人員對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)錄組角度進行的鯽魚鹽堿相關(guān)基因的篩選研究。目前新一代測序技術(shù)在生物領(lǐng)域廣泛開展，更多物種的基因組被測序出來，利用新一代測

3、序，從轉(zhuǎn)錄組角度分析基因表達，可以高效的挖掘功能基因。
　　本研究是利用轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)篩選鹽堿鯽魚和淡水鯽魚差異表達基因找到鹽堿相關(guān)基因。分別在鹽堿湖達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)已有文獻中的方法提取各組織RNA，并液氮保存進行轉(zhuǎn)錄組測序，轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)通過Linux系統(tǒng)中Cufflinks篩選差異表達基因，在篩選出鰓腎組織的差異基因中通過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、，通過高通量轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)，利用提取的鯽魚鰓腎組織RNA，對達理湖及崗更湖鯽魚進行轉(zhuǎn)錄組測序，返回的鹽堿鯽魚鰓、腎組織轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)對比淡水湖崗更湖鯽魚的鰓腎組織RNA測序數(shù)據(jù)，通過cufflinks軟件找到162118個差異基因，篩選其中差異顯著表達的基因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個差異顯著基因，3420個腎組

5、織差異顯著基因。通過與鯽魚參考基因組比對，找到對應(yīng)的基因號進行GO(Gene Ontology)基因本體分析和KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)通路表達分析，識別出已知的與應(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)運活性，催化活性，酶調(diào)節(jié)活性等?；蚋患治觯业斤@著富集的基因，研究識別了包括碳酸酐酶，轉(zhuǎn)氨酶，超氧化物