《基於RNA-Seq與microRNA表達譜探討雜色鮑雜種優勢分子機理》是依託廈門大學，由游偉偉擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於RNA-Seq與microRNA表達譜探討雜色鮑雜種優勢分子機理
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：游偉偉
- 依託單位：廈門大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
雜種優勢是普遍存在的一種複雜生物學現象，在水產動物的生產實踐中已獲得廣泛套用，雖然人們已從生理生化、分子標記和QTL定位等多個方面開展了相關研究，但對其形成機理的研究迄今尚未明晰。隨著二代測序技術的發展，在作物和畜牧育種領域，越來越多地採用組學和表觀遺傳學技術來探討雜種優勢的分子遺傳機理，並取得了重要進展。東優1號雜色鮑是採用選育系間雜交而培育的具有高存活率特性的國家級水產新品種。本研究擬通過構建東優1號雜色鮑及其雙親群體病菌脅迫條件下的轉錄組文庫，利用RNA-Seq技術及生物信息學分析，分析基因表達水平和等位基因表達方式的差異，並對若干關鍵基因的功能進行生物學驗證。同時，通過小RNA測序挖掘雜色鮑的microRNA，並對三個群體病菌脅迫下miRNA的差異表達特性進行分析。本研究分別從基因的轉錄水平與表觀遺傳調控水平對雜色鮑雜種優勢分子機理進行研究，有望對鮑的分子育種奠定理論基礎。
結題摘要
“東優1號”雜色鮑是以雜色鮑台灣群體為母本、雜色鮑日本群體為父本的雜交鮑新品種，表現出高於親本的越冬養殖存活率。目前，該新品種已在生產上得到廣泛的推廣和套用，但對其高存活率雜種優勢的生理基礎和分子機制，尚缺乏較為深入的了解。本研究結合生理學實驗和分子生物學手段，採用轉錄組、全基因組重硫酸鹽甲基化測序和小RNA組測序等多種方法對其雜種優勢形成機制進行了全面分析。本項目首先綜合多個生理指標參數，並採用熵值法和隸屬函式法，建立了鮑耐低溫和抗病綜合評價體系，以綜合滿意度代表鮑的綜合耐低溫和抗病能力。經計算，雜交種在這兩個指標上都顯著優於親本群體。隨後利用轉錄組高通量測序技術，分析和比較了雜色鮑3群體在低溫脅迫和病原菌脅迫過程中的轉錄本變化，結果顯示，低溫脅迫下雜交種的整體基因表達模式更偏向父本，而與母本差異較大；對顯性基因的功能進行進一步的分析，發現這類基因包括與鮑耐低溫相關的脂質代謝、跨膜轉運蛋白、抗氧化、低溫保護分子、表觀遺傳修飾的相關基因。病原菌脅迫下雜交種的整體基因表達模式同樣偏向父本，而異於母本。對在雜交種中呈顯性表達的基因進行功能分析，發現這些基因主要負責細胞吞噬、病原清除、抗氧化和營養免疫等生理功能。全基因組重硫酸鹽甲基化測序和小RNA組測序結果也表明，雜交種與親本群體存在明顯的全基因組甲基化修飾率的差異，以及明顯的小RNA整體表達水平的差異。結合轉錄組分析的結果，推測雜交種中受表觀修飾調控的基因的轉錄活動更為活躍；對轉錄組中鑑定出來的顯性表達基因在雜色鮑3群體中的甲基化修飾狀態進行分析，發現其中19.50%~29.58%的基因存在甲基化修飾水平的差異，說明甲基化修飾差異是造成雜色鮑三群體基因表達水平差異的重要原因。
