羅非魚低氧脅迫轉錄組回響及耐受性狀QTL分析

《羅非魚低氧脅迫轉錄組回響及耐受性狀QTL分析》是依託中山大學，由夏軍紅擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：羅非魚低氧脅迫轉錄組回響及耐受性狀QTL分析
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：夏軍紅
• 依託單位：中山大學

中文摘要

水中溶氧含量不足或缺氧能導致嚴重的生態和水產養殖問題。套用分子標記輔助育種技術選育具有更強低溶氧耐受能力的魚類新品種對於提高魚類低氧逆境脅迫下的生存能力及增加養殖產量具有重要意義。魚類低溶氧耐受性狀屬於複雜的經濟性狀，受到多基因調節。目前魚類低溶氧耐受性狀的遺傳基礎仍然不清楚。本項目在前期研究基礎上，擬首先採用RNA-seq技術對羅非魚不同器官低溶氧逆境脅迫下的基因時空回響模式進行分析，揭示羅非魚低溶氧逆境脅迫回響過程中參與調節的功能基因及調控網路；進一步通過結合候選基因作圖、數量性狀座位（QTL）連鎖作圖和關聯作圖等方法，對影響羅非魚低溶氧耐受性狀的遺傳網路進行解析，鑑定耐低氧性狀相關的QTL及與性狀緊密連鎖的分子標記。本項目將闡明羅非魚低溶氧耐受性狀的遺傳基礎，為進一步開展分子標記輔助育種研究奠定基礎。

結題摘要

該項目主要是採用轉錄組學及不同的數量性狀作圖定位的方法對我國主要養殖的羅非魚不同品種的低氧逆境脅迫的基因組遺傳控制成分進行綜合分析，解析低氧耐受性的遺傳機理，希望能為羅非魚耐低氧遺傳育種提供基礎資料。主要結果如下：（1）我們首先對羅非魚鰓組織低氧應激轉錄組回響進行來分析。共鑑定了239個差異顯示基因及34個選擇性剪下基因。對選擇性剪下基因TLDC2及 SSX2IPA的時空表達分析顯示這些基因的剪下與低氧存在顯著性的關聯。對羅非魚心臟低氧回響的轉錄組成分進行了分析，鑑定了大量的差異顯示基因。（2）我們基於本項目產生的數據並從網路資料庫中共下載和收集了103個RNAseq數據。這些數據來自於至少15個不同的羅非魚組織和不同的逆境處理條件，如低氧、高鹽、脂肪含量、溫度、細菌感染等條件。我們總共鑑定了72,276 高質量的lncRNAs。差異表達分析鑑定了99 個逆境回響相關的lncRNA及1,955組織特異表達的差異表達lncRNA基因。通過以上研究，我們建立羅非魚不同組織器官低氧逆境回響的基因表達資料庫，基本明確逆境回響過程中重要的功能基因及調節網路。（3）我們首次在羅非魚基因組上鑑定了4642個拷貝數變異序列（CNV），分析了基因組序列變異與環境（如低氧等）的關係。通過結合GWAS及QTL連鎖作圖等方法，對羅非魚群體低溶氧耐受性狀遺傳控制成份進行解析，共鑑定了4個基因組範圍顯著的QTL區間，解釋的表型效應值為39.5%。功能研究鑑定了兩個重要的低氧候選基因GPR132及 ABCG4。群體關聯分析在這兩個基因外顯子上鑑定了多個與低氧耐受性顯著相關的SNPs。 該研究首次在國際上解析了羅非魚低氧性狀的遺傳基礎，鑑定了重要的低氧性狀候選功能基因和分子標記，為進一步開展羅非魚低氧性狀分子育種奠定了良好基礎。