魴鲌品系的遺傳分子特性研究.pdf

1、遠(yuǎn)緣雜交(Distant hybridization)一般是指種間、屬間乃至親緣關(guān)系更遠(yuǎn)的生物類型之間的雜交。雜交可融合不同物種的基因組，是新物種形成和多樣化的重要推動(dòng)力，存活的子代通常具有雜種優(yōu)勢(shì)，因此在動(dòng)植物遺傳育種上具有重要作用。由于雜交子代包含了兩套甚至多套不同物種的基因組，通常會(huì)伴隨著基因組不兼容性(Genomicincompatibility)和轉(zhuǎn)錄組休克(Transcriptomic shock)的現(xiàn)象發(fā)生，主要表現(xiàn)在基因

2、結(jié)構(gòu)和基因表達(dá)的改變。本實(shí)驗(yàn)室采用人工雜交育種技術(shù)，以團(tuán)頭魴(Megalobrama amblycephala)為母本，翹嘴紅鲌(Erythroculter ilishaeformis)為父本進(jìn)行雜交，獲得了兩性可育的異源二倍體魴鲌品系群體(F1-F4)。本實(shí)驗(yàn)依據(jù)團(tuán)頭魴和翹嘴紅鲌的全基因組測(cè)序結(jié)果及其雜交后代肝臟轉(zhuǎn)錄組的測(cè)序結(jié)果，來揭示異源二倍體后代魴鲌F(tuán)1、魴鲌F(tuán)2中來源于母本團(tuán)頭魴和父本翹嘴紅鲌兩套基因組的相互作用，致使子代在繁殖

3、力和生長(zhǎng)力上表現(xiàn)出雜交優(yōu)勢(shì)。
　　1.從團(tuán)頭魴和翹嘴紅鲌基因組測(cè)序數(shù)據(jù)庫中任意選取10個(gè)基因-Apob、Asxl、Ccr4、ElF2、Foxa、Hnrpn、Igfals、noct、Nrld、Slc43a，并從轉(zhuǎn)錄組測(cè)序數(shù)據(jù)庫中任意選取4個(gè)代謝途徑相關(guān)基因—Dhcr7、Idi1、 G6pc、GPat,通過克隆技術(shù)獲得上述10個(gè)基因的部分DNA序列和4個(gè)代謝途徑相關(guān)基因的部分cDNA序列，在基因組和轉(zhuǎn)錄組水平分析了魴鲌雜交品系(魴鲌F(tuán)

4、1，魴鲌F(tuán)2)及其原始親本的重組情況。本論文從克隆序列的長(zhǎng)度比較、序列相似性與重組信號(hào)分析、SNPs位點(diǎn)的重組情況、基因在四種魚中的系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系幾個(gè)方面來探討由于遠(yuǎn)緣雜交伴隨的基因組不兼容性的發(fā)生引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。由結(jié)果可得，在基因組水平上，10個(gè)基因中，Apob、Asxl、Foxa、Hnrpn、Igfals、Noct、Nrld、Slc43a共8(80％)個(gè)基因發(fā)現(xiàn)有重組現(xiàn)象，Ccr4、ElF2共2(20％)兩個(gè)基因不存在重組。其中

5、魴鲌雜交子代的序列共296條，存在重組信號(hào)的有214條（占72.2％），無重組信號(hào)的有82條（占27.7％）;結(jié)果可知子代序列類型有偏父本型序列、偏母本型序列、父本-母本交替型重組序列、母本-父本交替型重組序列和子代變化型重組序列。在探究基因重組的同時(shí)我們還發(fā)現(xiàn)基因突變也會(huì)在雜交后代中發(fā)生。在轉(zhuǎn)錄組水平上，4個(gè)代謝相關(guān)基因均在雜交子代發(fā)現(xiàn)重組，其中子代序列共104條，存在重組信號(hào)的有69條（占66.3％），無重組信號(hào)的有35條（占33.

6、7％）。這表明重組在魴鲌遠(yuǎn)緣雜交品系的遺傳上是一種普遍的基本現(xiàn)象，基因組不兼容性導(dǎo)致基因組結(jié)構(gòu)的改變?yōu)槲锓N遺傳進(jìn)化和多樣性提供了分子方面的基礎(chǔ)。
　　2.以轉(zhuǎn)錄組測(cè)序?yàn)榛A(chǔ)，探討代謝途徑相關(guān)基因在魴鲌品系中的表達(dá)特征，比較雜交子代與父母本在表達(dá)上的差異，并把鲌魴的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)加以比較。由145個(gè)相關(guān)代謝途徑基因的表達(dá)熱圖可知，在同一代謝中同一基因不同種魚中的表達(dá)水平具有顯著差異;且有些基因可參與調(diào)控多個(gè)代謝途徑。由非疊加性基因分析可

7、得魴鲌品系雜交F1和F2代中，超過60％基因的表達(dá)都是非疊加性表達(dá)，少于30％的差異表達(dá)基因在魴鲌和鲌魴F1和F2代顯示表達(dá)的可疊加性，并且F2代比F1代所占比例要大，這表明非疊加性的表達(dá)具有遺傳性。我們還利用Q-PCR技術(shù)分析Dhcr7、Idi1、G6pc、GPat基因在魴鲌品系中的相對(duì)表達(dá)水平，結(jié)果顯示，Dhcr7、Idi1基因表現(xiàn)出了親本“表達(dá)水平優(yōu)勢(shì)”模式(Parental expression level dominance)