金黄色乌鳢的遗传特性研究

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乌鳢(Channa argus)隶属于鲈形目(Perciformes),鳢科(Channidae),鳢属(Channa),俗称黑鱼、蛇头鱼等。除我国的西北高原地区外,从长江流域至黑龙江流域等均有广泛分布。在通常的养殖环境下,乌鳢的体色呈灰黑色,眼球呈黑色。实验室团队在养殖过程中发现一种乌鳢的体色突变体“金黄色乌鳢(Golden Channa argus)”,其体色呈淡黄色或金黄色、眼球呈红色,具有良好的观赏价值及经济价值,目前已在山东、江苏等多地进行了推广养殖。为较全面地了解金黄色乌鳢的遗传特性,便于对其种质资源的开发和保护利用,本论文分别从染色体核型、同工酶、体色遗传规律及其皮肤转录组等几个方面进行了分析和研究,具体内容如下:1.金黄色乌鳢的染色体核型和乳酸脱氢酶(LDH)同工酶分析以金黄色乌鳢为研究材料,通过活体腹腔注射植物血球凝集素及秋水仙素,采用常规冷滴片法制备染色体标本,分析研究其染色体核型。结果表明金黄色乌鳢的染色体数为48条,核型公式为2n=4sm+22st+22t,臂数NF=52,试验中未发现随体、次缢痕及异形性染色体。采用聚丙烯酰胺凝胶垂直板电泳法检测了金黄色乌鳢肾组织中的乳酸脱氢酶(LDH)同工酶,乳酸脱氢酶(LDH)的电泳酶谱表现为5条带,研究结果发现金黄色乌鳢的白化现象在同工酶及染色体水平上与普通乌鳢没有明显差异。2.金黄色乌鳢体色遗传规律的初步研究为探明金黄色乌鳢体色的遗传规律,以野生型乌鳢和金黄色乌鳢为亲本,设计了野生型乌鳢、金黄色乌鳢自交试验;野生型乌鳢与金黄色乌鳢正、反交试验及其F1代自交、F1代与金黄色乌鳢测交等试验。对不同试验组合子代群体的体色表型进行了统计和分析,结果发现正、反交试验F1代体色全部表现为灰黑色,F2代体色出现分离且灰黑色与金黄色数量符合孟德尔3:1的分离比例。测交后代体色灰黑色和金黄色数量符合1:1的分离比例。结果表明金黄色乌鳢为野生型乌鳢的隐性突变体,体色由常染色体上1对等位基因突变导致。3.基于纳米孔测序技术对金黄色乌鳢皮肤组织的转录组分析为了解金黄色乌鳢的体色调控机制,以金黄色乌鳢和野生型乌鳢为研究材料,采用牛津纳米孔技术(Oxford Nanopore Technology,ONT)对两者皮肤组织进行转录组分析,通过ONT测序产生了约29 G的clean reads,比较分析转录本和已知的参考基因组注释,共鉴定出8,079个新转录本。结果显示,两组中差异表达转录本数目共77个,差异表达基因数目共有59个,其中上调的基因22个,下调的基因37个。使用qRT-PCR验证了5个差异表达基因,其中TYR、SOX10、S-100、NLRC3在金黄色乌鳢的皮肤组织中表达显著下调,而RhoGEFs表达上调。通过注释、GO富集和基因通路分析表明,金黄色乌鳢的黑色素生成途径被中断了,而TYR、SOX10、S-100、NLRC3、RhoGEFs 5个基因很可能与乌金黄色鳢的体色形成有关。这些结果将有利于从分子水平上理解金黄色乌鳢体色的形成机理,同时也能为今后金黄色乌鳢的选育提供一定的参考。
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