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基于转录组技术的枫叶鲑亲本鉴定和杂交优势分析_刘玉猛.pdf

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资源描述

1、基于转录组技术的枫叶鲑亲本鉴定和杂交优势分析刘玉猛1,蒋洁兰2,3,毛明光2,3*,朱诗裕3,王 伟1(1大连海洋大学海洋科技与环境学院,辽宁大连 116023;2海南热带海洋学院崖州湾创新研究院,海南三亚 572024;3海南热带海洋学院/海南热带海洋生物资源利用与保护教育部重点实验室,海南三亚 572022)摘要为探究枫叶鲑的亲本来源及杂种抗病优势,采用 Illumina 高通量测序技术对枫叶鲑的胸腺和头肾组织转录组进行测序分析。结果获得胸腺组织原始数据 8 224 345 800 bp,拼接获得 169 204 条单基因序列(Unigene);头肾组织原始数据 7 409 864 400

2、 bp,拼接获得132 292 条 Unigene。利用生物信息学方法对 Unigene 进行 N 库相似搜索,还进行了 GO、KOG 和 KEGG 分类注释。通过比对线粒体DNA(mtDNA)基因序列发现,枫叶鲑与虹鳟(Oncorhynchus mykiss)的线粒体基因同源性达 99%以上,可判定枫叶鲑母本是虹鳟;E3、TNF、IGM 等基因的同源性在大鳞大麻哈鱼(Oncorhynchus tshawytscha)中比虹鳟高,推测枫叶鲑父本可能是大鳞大麻哈鱼。对免疫相关基因分析发现,IgM、TNF 和 T、B 淋巴细胞相关基因序列与父、母本同源性均较高,因此初步判定枫叶鲑抗病优势是父、母本

3、双方杂交的结果。通过转录组分析杂交种的抗病优势存在盲区,但该技术可以快速判断父、母本的来源,获得大量遗传信息,优势明显。关键词枫叶鲑;转录组;亲本鉴定;抗病优势分析中图分类号S9174文献标识码A文章编号05176611(2023)01009806doi:103969/jissn05176611202301021开放科学(资源服务)标识码(OSID):Parental Identification and Hybrid Vigor Analysis of Maple Salmon Based on Transcriptome TechnologyLIU Yu-meng1,JIANG Jie-l

4、an2,3,MAO Ming-guang2,3et al(1College of Ocean Technology and Environment,Dalian Ocean Universi-ty,Dalian,Liaoning 116023;2Yazhouwan Innovation esearch Institute,Hainan Tropical Ocean University,Sanya,Hainan 572024;3KeyLaboratory of Utilization and Conservation for Tropical Marine Bioresources,Minis

5、try of Education/Hainan Tropical Ocean University,Sanya,Hainan 572022)AbstractIn order to explore the parent origin and hybrid disease resistance of maple salmon,Illumina high-throughput sequencing technologywas used to sequence and analyze the transcriptome of thymus and head kidney tissues of mapl

6、e salmonThe original data of thymus tissue was8 224 345 800 bp,and 169 204 Unigene were obtained by splicing;the original data of head kidney tissue was 7 409 864 400 bp and 132 292Unigenes were obtained by splicingUsing bioinformatics method,we searched the N database of Unigene,and annotated GO,KO

7、G andKEGGBy comparing the mitochondrial DNA(mtDNA)gene sequence,it was found that the mitochondrial gene homology of Oncorhynchusmykiss and maple salmon was more than 99%,and it could be determined that the female parent of maple salmon was rainbow trout;the homol-ogy of E3,TNF IGM and other genes i

8、n Oncorhynchus tshawytscha is higher than that in rainbow troutIt is speculated that the male parentof maple salmon may be Oncorhynchus tshawytschaAnalysis of immune related genes revealed that IgM and TNF sequences of genes relatedto T and B lymphocytes are highly homologous with their parents,so i

9、t is preliminarily determined that the disease resistance of maple salmonis the result of hybridization between parentsThere is a blind spot in the disease resistance advantage of hybrids by transcriptome analysis,butthis technology can quickly determine the source of parents and mothers,obtain a lo

10、t of genetic information,and has obvious advantagesKey wordsMaple salmon;Transcriptome;Parent identification;Disease resistance advantage analysis基金项目海南热带海洋学院崖州湾创新研究院开放课题(2022CXYK-FKT06);海南省自然科学基金项目(322C716,422MS083);海南热带海洋学院引进人才科研启动资助项目(HDC202119,HDC202206)。作者简介刘玉猛(1996),男,湖南郴州人,硕士研究生,研究方向:海洋生物学。*通

11、信作者,副教授,硕士生导师,从事海洋生物学研究。收稿日期20220207鲑鳟,是鲑鱼和鳟鱼的统称1。我国鲑鳟养殖是从 20世纪 60 年代开始的,经历了 60 多年的发展,已经形成了一定的产业规模,并带来了巨大的经济效益2。随着国内需求的增加,养殖体量也不断增加,2018 年我国第一个深海网箱建成并投入使用3,我国鲑鳟受精卵受制于欧洲,苗种是目前亟待解决的问题,优质的苗种可为下游养成打好基础和保障。丹东华美渔业有限公司位于丹东市鸭绿江畔,该公司以鸭绿江为基地,从国外引种优质杂交鲑,并进行了推广养殖,是当地重要的创汇来源之一。其引进的杂交鲑优点明显,生长速度快,抗病力强,肉质优良,因肉色似枫叶的

12、颜色,故名“枫叶鲑”。由于枫叶鲑属于外来物种,且商业品系的信息不全面,尤其是其遗传信息不明确,这为我国自主繁育造成了瓶颈,也对该地区物种来说是一种潜在的风险。转录组测序技术已广泛应用于生物学领域45,但其在鱼类亲子鉴定方面鲜见报道。笔者利用Illumina 高通量测序技术对枫叶鲑胸腺和头肾组织进行转录组测序,通过转录本拼接、基因功能注释,揭示枫叶鲑的基因表达特点,根据线粒体母源传递的特点,通过对转录组中线粒体基因比对分析,确定其母本来源,并根据免疫相关基因的转录探讨枫叶鲑抗病优势的原因,旨在为今后利用转录测序技术快速揭示未知来源物种的遗传信息提供科学依据。1材料与方法11试验材料枫叶鲑由丹东华

13、美渔业有限公司提供,为400 g。采样所需的手术剪、咬骨钳、镊子等器械均事先通过高压灭菌锅进行 121,2 h 灭菌,采样前使用 75%乙醇擦拭且经火焰消毒。将试验鱼解剖,分别取胸腺和头肾组织储存于 10 倍体积的 NA later。12试验方法121总 NA 的提取及质量检测。利用 NA 提取试剂盒提取枫叶鲑胸腺和头肾的总 NA。为了保证试验数据的高质量,将上述提取的 NA 用琼脂糖凝胶电泳检测其完整性,紫外分光光度计检测其纯度与浓度。将检验合格的 NA 用安徽农业科学,JAnhui AgricSci 2023,51(1):98103,106于构建 cDNA 文库。将上述 cDNA 文库利用

14、 Qubit DNA 检测试剂盒对回收的 DNA 精确定量,以方便按照 1 1 的比例等量混合后进行测序。122文库质检和测序。将上述检验合格的 cDNA 文库在Illumina 平台进行测序,首先过滤原始数据中低质量、末端质量低、含测序引物的 reads,得到 clean reads,然后再进行 denovo 拼接,最后通过 CAP3 软件拼接来获得最终 Unigene 序列集合6。cDNA 文库构建与测序由生工生物工程(上海)股份有限公司协助完成。123转录组数据质控与组装。测序得到的原始数据中含有带接头的、低质量的序列去除带 N 碱基的序列;去除reads 中的接头序列;reads 35

15、去除低质碱基(Q 值20);reads 53去除低质碱基(Q 值20);去除 reads 长度小于35 nt 的 reads 及其配对 reads。为了保证信息分析质量,必须对原始数据过滤,得到 Clean 数据。124基因功能注释和分类。利用BLAST 软件7 将Unigene序列分别与 N(NCBI non-redundant protein sequences)7、NT(NCBI non-redundant nucleic acid sequences)7、GO(Geneontology)7、KEGG(kyoto encyclopedia of genes and ge-nomes)8、

16、KOG(kyoto encyclopedia of genes and genomes)9、Uniprot(universal protein)10 以及 PFAM(protein family)11 7个数据库进行比对分析,获得 Unigene 的注释信息,并对基因功能进行分类。获取枫叶鲑胸腺和头肾基因序列与近缘物种基因序列的相似性以及枫叶鲑胸腺和头肾基因的功能信息,并按照分子功能、细胞组分和生物过程 3 个大类对其进行 GO 功能分类。此外,还进行了 KOG 功能分类,同时获得KEGG 代谢通路分析结果。125基于转录组测序的枫叶鲑亲本鉴定和杂种抗病优势分析。通过对转录组测序结果数据进行筛

17、选以及利用BLAST 软件进行比对分析,将筛选得到的线粒体 DNA(mtD-NA)基因序列和基因组基因序列在 NCBI 数据库中进行比对,分别确定枫叶鲑的母本及父本来源。将筛得到的免疫相关基因序列进行比对分析,探讨枫叶鲑所具有的抗病优势来源。2结果与分析21样本原始数据统计及数据质控采用双端测序法并经过质量控制后12,共获得胸腺的 729 Gb 总碱基数,GC 含量为 4773%,Q30 碱基比例平均超过 9533%;共获得头肾的630 Gb 总碱基数,GC 含量为 4863%,Q30 碱基比例平均超过 9512%。22转录组拼接结果统计对测序结果进行组装、拼接12,结果表明,胸腺样本共得到

18、358 880 条 Transcript 和 169 204条 Unigene,Transcript 与 Unigene 的 N50 分别为 1 463 和896 bp;头肾样本共得到 282 289 条 Transcript 和 132 292 条Unigene,Transcript 与 Unigene 的 N50 分别为1 491 和918 bp,表明组装完整性较高。23基因注释将枫叶鲑胸腺和头肾转录组测序筛选所得的 Unigene 序列与数据库进行比对和注释。依据各数据库注释的 Unigene 序列数量和比例可知,各数据库由于筛选条件不同,成功注释的基因数也不同。胸腺和头肾基因中以 NT

19、数据库成功注释的 Unigene 序列最多,胸腺基因达 116 178条,占 6866%;头肾基因达 92 700 条,占 7007%,这与其采用序列相似性比对搜索有关。KEGG 数据库注释的信息最少,胸腺基因仅有 3 451 条,占 204%;头肾基因仅有 3 203 条,占 242%。24N 库比对注释通过与 N 库的比对,结果见图 1。从图 1 可见物种转录本序列与相近物种的近似情况,以及同源序列的功能信息。在所有注释成功的 Unigene 中,与 N库比对的物种相比,枫叶鲑与虹鳟(Oncorhynchus mykiss)的基因相似度最高,其次是大西洋鲑鱼(Salmo salar),胸腺

20、分别达 32 360 条(5048%)和 25 492 条(3977%),头肾分别达25 721 条(4990%)和 20 920 条(4059%)。注:A 为胸腺,B 为头肾。Note:A is thymus,B is head kidney图 1N 库比对注释Fig1N database comparison note25功能分类注释通过 GO 数据库比对注释,结果如图 2、3 所示,胸腺中共得到 50 027 条注释基因,约占总 Unigene 的2957%;头肾中共得到 40 853 条注释基因,约占总 Unigene的 3088%。GO 数据库将注释基因总共分为三大类别,分别为 分

21、子 功 能(molecular function)、生 物 过 程(biologicalprocess)和细胞组分(cellular component)。胸腺和头肾基因中生物过程(biological process)占比最多的是细胞过程(cel-lular process),分 别 为 33 722 条(67 51%)和 27 959(68.44%);细胞组分(cellular component)占比最多的是细胞(Cell),分别为 34 404(6877%)和 28 662(7016%);分子功9951 卷 1 期刘玉猛等基于转录组技术的枫叶鲑亲本鉴定和杂交优势分析能(molecula

22、r function)占比最多的是结合活性(binding),分别为31 739(6344%)和 26 151(6401%)。胸腺和头肾基因中分别有 22 962 条和 19 648 条Unigenes在 KOG 数据库中成功进行功能注释,合计 25 类。其中 数 量 最 多 的 是 信 号 转 导 机 制(signal transductionmechanisms),胸腺有 5 044 条(2197%),头肾有 4 072 条(20.72%)。胸腺和头肾 KEGG 通路富集分类中分别有 5 275 和4 820 个差异表达基因参与到四大类 23 小类代谢通路中。注释基因最多的 3 个通路首先

23、是信号转导通路(signal trans-duction pathway),其次是运输和分解代谢通路(transport andcatabolism pathway),排第 3 位的通路在胸腺和头肾中分别为细胞群落通路(cellular community pathway)和折叠分类和降解通路(folding sorting and degradation pathway)。图 2GO 注释上的胸腺基因功能分类Fig2The functional classification of thymus genes on GO annotation图 3GO 注释上的头肾基因功能分类Fig3The f

24、unctional classification of head and kidney genes on GO annotation26枫叶鲑 mtDNA 及基因组信息分析将胸腺和头肾Unigene 序列中与 mtDNA 相关的基因和基因组基因进行筛选,分别筛选出与 mtDNA 相关基因序列和基因组基因序列,再利用 Blast 软件进行比对分析,比对结果见表 1、2。通过mtDNA基因序列包含12S rNA、16S rNA、28S rNA、细胞色素 b(Cytochrome b,Cyt b)和细胞色素 c 氧化酶(Cytochrome coxidase)在内的基因序列比对结果以及根据 mtDN

25、A 具有的母系遗传特点1314,可以初步判断枫叶鲑的母本为虹鳟(Oncorhynchus mykiss)(表 1)。通过比对基因组基因序列包含 E3 泛素蛋白连接酶(E3001安徽农业科学2023 年ubiquitinprotein ligase,E3)、肿瘤坏死因子(Tumor necrosisfactor,TNF)、免疫球蛋白 M(Immunoglobulin M,IgM)、T细胞表面抗原 CD2(Tcell surface antigen CD2,CD2)、胰岛素样生长因子(insulinlike growth factor,IGF)、不依赖阳离子的甘露糖6磷酸受体(Cationinde

26、pendent mannose6phos-phate receptor,CIMP)、细胞因子诱导型含 SH2 蛋白(Cyto-kineinducible SH2containing protein,CISH)、肌生成调节糖苷酶(Myogenesisregulating glycosidase,MYOG)结果可知,在大鳞大麻哈鱼(Oncorhynchus tshawytscha)、红大麻哈鱼(Oncorhynchus nerka)、银大麻哈鱼(Oncorhynchus kisutch)和大麻哈鱼(Oncorhynchus keta)4 种鱼的基因序列比对中,基因组基因序列的同源性和大鳞大麻哈鱼最

27、高,因此初步判断父本为大鳞大麻哈鱼。表 1线粒体基因序列比对结果Table 1esults of mitochondrial gene sequence alignment基因Gene基因 IDGene ID物种比对及一致性 Species comparison and consistency%虹鳟Oncorhynchusmykiss大鳞大麻哈鱼Oncorhynchustshawytscha红大麻哈鱼Oncorhynchusnerka银大麻哈鱼Oncorhynchuskisutch大麻哈鱼Oncorhynchusketa12S rNATINITY_DN44359_c2_g910016S rNA

28、TINITY_DN35650_c1_g29965974996569813981328S rNATINITY_DN33161_c0_g199929778974997349771TINITY_DN37583_c2_g1100Cyt bTINITY_DN35612_c5_g399739407989398659893TINITY_DN46091_c5_g599939576959597889721TINITY_DN18242_c0_g11009696960596419438TINITY_DN43833_c1_g399809817984198639811TINITY_DN38405_c5_g3991697

29、41978895809741TINITY_DN37871_c8_g299079686971096989516TINITY_DN4425_c0_g199859742974296999799TINITY_DN29660_c0_g11009863985698819817TINITY_DN26051_c0_g199589689980897379656TINITY_DN32639_c0_g199849734979098699782细胞色素 c 氧化酶TINITY_DN44249_c2_g299419815979897799806Cytochrome c oxidaseTINITY_DN37344_c2_

30、g199859681968097119724TINITY_DN37417_c5_g11009787977197849625TINITY_DN33365_c0_g199139722979198099740TINITY_DN38084_c0_g21009942990099419867TINITY_DN30103_c1_g11009937977899169737TINITY_DN29628_c3_g1499839728963297239657TINITY_DN29628_c3_g1099859301945593909579TINITY_DN36162_c4_g21009918991898909865

31、TINITY_DN36162_c4_g41009872992398459872表 2基因组基因序列比对结果Table 2Genomic gene sequence alignment results基因Gene基因 IDGene ID物种比对及一致性 Species comparison and consistency%大鳞大麻哈鱼Oncorhynchustshawytscha虹鳟Oncorhynchusmykiss银大麻哈鱼Oncorhynchuskisutch红大麻哈鱼Oncorhynchusnerka大麻哈鱼OncorhynchusketaE3TINITY_DN44104_c4_g510

32、0995199519873TNFTINITY_DN42033_c1_g296139521961395039521IGMTINITY_DN41988_c6_g599149896991498939822CD2TINITY_DN46359_c2_g198369661966198319831IGFTINITY_DN23835_c0_g199679967996798009900TINITY_DN48201_c0_g198519708981397769813TINITY_DN45590_c0_g298259824979097909825TINITY_DN69807_c0_g1991099109821972

33、99872CIMPTINITY_DN37817_c3_g2100100991399429913CISHTINITY_DN4366_c0_g193519351924493079351MYOGTINITY_DN5153_c0_g11001001009907993010151 卷 1 期刘玉猛等基于转录组技术的枫叶鲑亲本鉴定和杂交优势分析27枫叶鲑抗病优势基因将胸腺和头肾 Unigene 序列中与免疫相关的基因进行筛选,再利用 BLAST 在线分析软件对免疫球蛋白 M(Immunoglobulin M,IgM)、肿瘤坏死因子(Tumor necrosis factor,TNF)、T 淋巴细胞相关基因

34、(Tlymphocyte related genes)和 B 淋巴细胞相关基因(B lympho-cyte related genes)的基因序列进行比对分析,比对结果见表3。根据序列比对结果,推测杂交优质品种枫叶鲑所具有的抗病优势是遗传其亲本虹鳟而来。表 3免疫相关基因序列比对结果Table 3Sequence alignment results of immune-related gene基因Gene基因 IDGene ID物种比对及一致性 Species comparison and consistency%虹鳟Oncorhynchusmykiss大鳞大麻哈鱼Oncorhynchusts

35、hawytscha红大麻哈鱼Oncorhynchusnerka银大麻哈鱼Oncorhynchuskisutch大麻哈鱼OncorhynchusketaIgMTINITY_DN43825_c4_g199119836984498679844TINITY_DN36566_c1_g399849810980597849811TINITY_DN39425_c7_g499819737980296829778TINITY_DN38035_c0_g599609894982898949879TINITY_DN41988_c6_g799759949984898989872TINITY_DN19585_c0_g198

36、609788971997199684TINITY_DN32744_c0_g199279917987099099829TINITY_DN34109_c1_g31009879989499029902TINITY_DN34109_c1_g199809882930999219300TINITY_DN37611_c1_g21009594952296668583TNFTINITY_DN37617_c4_g198109755951394559496TINITY_DN39917_c0_g11009721943497159591TINITY_DN35357_c0_g195649452944694439531TI

37、NITY_DN35357_c0_g21009608959790769554TINITY_DN35372_c1_g141009905981499059679TINITY_DN37013_c0_g21009955967799559864TINITY_DN5767_c0_g11009563945494269399TINITY_DN16181_c0_g199699910967998019777TINITY_DN32244_c4_g399499766979398289718TINITY_DN36685_c3_g199859892991898489801T 淋巴细胞相关基因TINITY_DN36899_c

38、4_g299779811986498369821T lymphocyte related genesTINITY_DN36899_c4_g399919930991399399887TINITY_DN36597_c1_g199389784969197849815TINITY_DN36597_c1_g297479642962496029647TINITY_DN33373_c5_g198949789982197569756B 淋巴细胞相关基因TINITY_DN36899_c4_g299859766965698039763B lymphocyte related genesTINITY_DN36899

39、_c4_g399839696986796529817TINITY_DN36597_c1_g199879612966195369471TINITY_DN36597_c1_g297139704960897009631TINITY_DN33373_c5_g1998797629742972597443讨论与结论31枫叶鲑胸腺和头肾无参转录组的组装与注释该研究对枫叶鲑进行了转录组分析,并结合转录组信息作出了亲本鉴定和杂种优势相应的数据分析。为了获取枫叶鲑转录组信息,在未参照基因组的情况下对其胸腺、头肾这 2 种组织转录组进行了高通量转录组测序,对数据进行过滤和质控后,采用 Trinity 软件15 组装

40、、拼接和转录本功能注释,共得到 1359 Gb 的转录组 clean data 信息,Q30 碱基比例均超过95%。从转录组质量来看,测序数据的各项指标测序质量较高,达到后续数据组装分析的要求。该研究分别对枫叶鲑胸腺和头肾组织转录组文库组装的 169 204 条 Unigene 和 132 292 条 Unigene 进行了 GO 功能分类、KOG 功能分类和 KEGG 代谢通路等分析。通过 GO 数据库比对注释,胸腺 Unigene 注释比例较头肾少 131 百分点。在 KOG 数据库中成功进行功能注释的胸腺和头肾 Uni-gene 序列,其中数量最多的是信号转导机制,胸腺 Unigene

41、注释比例较头肾多 125 百分点。通过 KEGG 代谢通路分析得到的胸腺 Unigene 注释比例较头肾少 113 百分点。该研究通过功能分类注释获得了大量的枫鲑胸腺和头肾组织转录组信息,并且初步阐明枫鲑胸腺和头肾组织相关的基因功能以及生物学过程、代谢途径和信号传导途径。这对将来深入了解枫叶鲑基因功能至关重要,并为发掘枫叶鲑相关功能基因和研究相关生理功能提供基础数据。32利用线粒体基因与基因组基因信息判断枫叶鲑的遗传背景线粒体是具有自身基因组的细胞内细胞器,现已被证明至少有 4 种表观遗传机制:调节核基因组表达的表观遗201安徽农业科学2023 年传机制通过调节核编码线粒体基因的表达来影响线粒

42、体;核基因的甲基化模式由细胞特异性 mtDNA 含量和线粒体活性决定;核基因表达模式和核 DNA 甲基化水平受 mtDNA变异影响;mtDNA 也被表观遗传修饰16。表观遗传修饰往往在不改变 DNA 序列的情况下引起基因表达的改变,包括 DNA 甲基化、非编码 NA 活性、组蛋白修饰和染色质重塑等1718。作为一种常见的表观遗传现象,DNA 甲基化可以改变 DNA 构象或染色质结构,以及 DNA 的稳定性,DNA与蛋白质相互作用的方式,并最终调节基因的表达1921。动物 mtDNA 几乎完全遗传其母系而来,父本线粒体在受精过程中迅速降解22 或在此后的复制过程中缺失23。最新研究结果倾向于支持

43、“瓶颈假说”,即 mtDNA 的母系遗传是由上一代基因型的少数特殊种系 mtDNA 分子的差异扩增介导的24。在现有的用于系统发育研究的基因中,Cyt b 的结构和功能在 mtDNA 上是较为清楚的,也是常用于进行物种分类鉴定的基因25。基于线粒体表观遗传受多种机制调控及DNA 甲基化修饰调节机体基因表达等特点,再结合 mtDNA母系遗传的特点,该研究对枫叶鲑的转录组信息进行处理分析,将筛选得到的 mtDNA 基因序列及基因组基因序列进行比对分析,最终初步得出虹鳟是母本,大鳞大麻哈鱼是父本的结论。比对结果中发现,有的基因组基因如肌生成调节糖苷酶与银大麻哈鱼的同源性也达到 100%,这可能由枫叶

44、鲑商业化生产中父本的来源不确定造成,因此对于父本鉴定的准确性仍有待进一步完善。33杂交鲑抗病优势杂交育种在水产动物的品种改良和生产中发挥了重要作用。该方法利用孟德尔遗传定律,如分离和自由组合定律及连锁互换定律,重新构建生物体的遗传力,创造出理想的变异体26。杂交育种不产生新的基因,而是将现有生物资源的基因和性状进行重组,将分散在不同群体中的基因组合起来,建立符合人们意愿的基因型和表型2627。而杂种优势是自然界普遍存在的生物现象,是指杂种后代在多个性状(品质、产量、适应性、抗逆性、繁殖能力和生长优势等)上超越亲本的现象2830。该研究中的枫叶鲑则是具有优良抗病性状的杂交鲑,对其抗病优势的遗传信

45、息进行分析能更好地为其他水产动物的杂交育种奠定基础。硬骨鱼类的 IgM 为四聚体免疫球蛋白,在鱼类的体液免疫中发挥着重要作用31,并对各种抗原产生有效的特异性体液抗体反应。IgM 是 B 淋巴细胞最早产生的免疫球蛋白分子,也是 B 淋巴细胞分化过程中的主要表面标志32。细胞因子在免疫系统的调节反应中起着至关重要的作用。研究发现,细胞因子在调节和控制免疫反应的分子进化过程中是高度保守的33。TNF 是细胞因子家族的重要成员之一,是导致细胞凋亡和抵抗细胞内病原体的重要因素,是一种重要的抗癌因子34。除了引起肿瘤细胞出血性坏死而凋亡外,它还可以介导炎症和调节免疫功能3435。综合 IgM 和TNF

46、在鱼类机体免疫调节过程中所起到的重要作用,该研究筛选出了枫叶鲑转录组信息中的 IgM、TNF 基因序列和T、B 淋巴细胞相关基因序列,并进行了物种同源性比较。该研究在探讨了枫叶鲑品种的亲本分别是虹鳟(母本)和大鳞大麻哈鱼(父本)之后,对其抗病优势进行分析,尽管该研究所列出的免疫相关基因序列与母本虹鳟的同源性更高,但根据杂交所产生的基因、性状重组以及杂交子代会出现的杂种优势,又因为枫叶鲑在商业化生产过程中父本的来源具有不确定性,因此,初步判断枫叶鲑所具有的杂种抗病优势是由其亲本双方的抗病优势基因的基因重组所产生的结果。该研究应用 Illumina 高通量测序技术对枫叶鲑遗传信息进行了探讨,可以快

47、速判断父、母本的来源,并获得大量遗传信息,具有较好的应用前景,后续也可为其他水产养殖动物的亲本鉴定和杂种优势分析提供科学依据。参考文献 1 庚莉萍鲑鳟鱼大有潜力养殖 J 渔业致富指南,2005(6):79 2 王建波我国鲑鳟鱼养殖产业 SWOT 分析及对策建议 J 中国水产,2016(2):3742 3 陈家勇我国首座全潜式大型智能网箱下水 J 中国水产,2018(6):12 4 BABOSA E G,ABUJAILE F F,AMOS T,et alValue of a newly se-quenced bacterial genome J World J Biol Chem,2014,5(

48、2):161168 5 MAIAN A JSequencing your genome:What does it mean J MethodistDebakey Cardiovasc J,2014,10(1):36 6 李琳,冯帅,汪莹,等鼠伤寒沙门菌ATCC13311 诱导耐药株的转录组测序和分析 J 中国兽医学报,2015,35(7):10881094,1111 7 ALTSCHUL S F,MADDEN T L,SCHFFE A A,et alGapped BLASTand PSI-BLAST:A new generation of protein database search pro

49、grams J Nucleic Acids es,1997,25(17):33893402 8 OGATA H,GOTO S,SATO K,et alKEGG:Kyoto encyclopedia of genesand genomes J Nucleic Acids es,1999,27(1):2934 9 TATUSOV L,GALPEIN M Y,NATALE D A,et alThe COG database:A tool for genome-scale analysis of protein functions and evolution J Nu-cleic Acids es,2

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