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學術報道

海洋學院尹紹武教授課題組在《Molecular & Cellular Proteomics》發表雜交黃顙魚“黃優1號”雜種優勢分子遺傳機制的研究成果

近日,繼我校海洋學院尹紹武課題組成功培育出雜交黃顙魚“黃優1號”(GS-02-001-2018)國家級水產新品種后,課題組又揭示了雜交黃顙魚“黃優1號”雜種優勢形成的分子遺傳機制。相關研究成果以“Integrated analysis of transcriptomic, miRNA and proteomic changes of a novel hybrid yellow catfish uncovers key roles for miRNAs in heterosis”為題在國際著名學術期刊Molecular & Cellular Proteomics在線發表。Molecular & Cellular Proteomics是國際蛋白組學頂級期刊,5年綜合影響因子為6.324。

雜交優勢的利用已成為提高魚產量和改進魚品質的重要途徑,已經在實踐中得到了廣泛利用,而對其分子遺傳機制的研究相比之下仍處于萌芽階段。可以說我們對魚類雜種優勢的利用速度已遠遠超前了對其理論水平的認識,這在一定程度上也限制了雜種優勢在魚類養殖業中更好的應用。雜交黃顙魚“黃優1號”具有生長速度快、抗病能力強、耐運輸等優點,為了充分利用雜種優勢培育黃顙魚養殖優良品種,該研究運用mRNA-seq、miRNA-seq、蛋白質組、Parallel reaction monitoring(PRM)等測序技術從轉錄、轉錄后和蛋白質水平整體地研究雜交種及其親本間基因和蛋白質的差異表達及變化規律,針對雜交優勢調控相關miRNA與雜交種靶基因的調控關系進行分析,從而綜合解析了雜交黃顙魚“黃優1號”雜種優勢的分子遺傳機制。

該研究結果顯示:(1)mRNA-seq、miRNA-seq、蛋白質組共鑒定出57,510個基因,818個miRNA和4,528個蛋白。(2)雜交黃顙魚“黃優1號”具有高比例的非加性表達基因/miRNA/蛋白,顯著富集KEGG表明主要參與免疫防御,抗氧化能力,代謝(維生素、氨基酸、脂類和碳水化合物)以及消化和吸收。(3)雜交黃顙魚“黃優1號”和兩個親本(M和F)之間差異表達的基因/miRNA/蛋白質的百分比是不對稱的,M和F之間的DEG、DEM和DEP明顯高于M-H和F-H,提示雜交黃顙魚“黃優1號”親本同源基因表達偏倚(HEB)和表達水平優勢(ELD)遺傳模式。(4)比較親本和雜交黃顙魚“黃優1號”的11,789個同源基因的特異性SNP,顯示雜種H中95.4%的同源物特異性SNP基因具有F/M偏倚(HEB)。(5)高比例ELD模式基因/miRNA/蛋白的KEGG富集分析顯示生長發育、攝食調節、代謝能力和維生素代謝、消化系統、細胞增殖、免疫防御和抗氧化能力等在雜交優勢形成中具有重要作用。(6)聯合互作分析獲得121個miRNA-mRNA-蛋白pairs,并針對具有代表性的6個miRNA-mRNA-蛋白pairs進行了qRT-PCR和PRM分析驗證,發現這些pairs參與雜交黃顙魚“黃優1號”的生物體發育(miR-27a-Camk2d1)、代謝(miR-30e-ACOT6和miR-181a-Retsat)、免疫應答(miR-221-Cfi和miR-130c-CHL1)、消化和吸收(miR-140-Abcb11)。

該研究成果不僅對魚類雜種優勢的有效利用和鲿科魚類雜交育種研究具有重要的理論意義和實用價值,而且對今后解析其他魚類的雜種優勢遺傳機理研究具有重要的借鑒和指導作用。

海洋學院尹紹武教授為該文通訊作者,2012級畢業的博士生張國松為第一作者。該研究得到江蘇省重點研究計劃(現代農業)重點項目等項目的資助。

論文鏈接:

https://www.mcponline.org/content/early/2019/05/15/mcp.RA118.001297

  • 更新時間

    2019年05月28日

  • 閱讀量

  • 供稿

    海洋學院

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