刺激隐核虫(Cryptocaryon irritans)感染下大黄鱼(Larimichthys crocea)lncRNA表达分化及基因可变剪接研究

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大黄鱼(Larimichthys crocea)又名黄瓜鱼、黄鱼,多年来凭借其鲜美的肉质和优质的营养成分深受国内外消费者的喜爱,是我国最重要的海水经济物种之一。同时由于高密度养殖以及病害频发的问题,大黄鱼养殖产业的可持续发展正面临着巨大的阻碍。由刺激隐核虫(Cryptocryon irritans)引发的刺激隐核虫病作为最常见的大黄鱼寄生虫疾病,对大黄鱼养殖产业造成了难以估量的经济损失,因此对大黄鱼应对刺激隐核虫感染的分子机制进行精细解析,进而指导寻找有效的刺激隐核虫防治手段迫在眉睫。目前对于大黄鱼应对刺激隐核虫感染的分子机制的认知主要停留在mRNA或编码蛋白表达上,而转录调控过程如长非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)的调控及可变剪切研究尚未开展。本文首先利用101个RNA-seq数据集进行组装并筛选了大黄鱼全基因组中的lncRNA,随后又从lncRNA和可变剪接的差异化表达入手,尝试分析了大黄鱼响应刺激隐核虫感染的分子调控机制。本研究获得的主要结果如下:1.收集了不同年龄、性别、组织的共计101个大黄鱼RNA-seq数据集进行转录本组装,并且通过严格的筛选步骤在13,673个基因座上鉴定到14,599条lncRNA。这些lncRNA相比mRNA具有长度短、外显子数量少以及低保守性的特点。2.鉴定到刺激隐核虫感染大黄鱼过程中的77个差异化表达的lncRNA和567个差异表达的靶向基因。这些靶向基因在大量免疫相关的GO term和KEGG通路上显著富集。而通过蛋白互作网络分析定位到的Tlr5、MMP9、CD2AP、IL1R2等核心免疫基因也随着感染实验的进行表现出明显的表达上调趋势。3.通过对刺激隐核虫感染下大黄鱼的可变剪接研究,鉴定到来自866个基因的1,155种差异可变剪接事件,比较不同时间点的实验组与对照组结果,发现差异可变剪接事件的数量随着感染实验的持续不断增加。基因注释、GO富集和KEGG通路分析表明大量差异可变剪接基因如u2af2a、cltcl1、polr3a与转录后调控、蛋白转运和免疫调控的过程相关。4.比较了基因组学研究(GWAS)与转录组学研究(mRNA、lncRNA、可变剪接)在大黄鱼抗刺激隐核虫感染过程中定位到的核心基因。包括AP-1、Tp12、CCL19、mapk8ip1在内的重要免疫基因在多个组学研究结果中同时存在。推测总体上不同组学手段定位基因的低重合率证明了基因表达与调节形式的多样性;而不同组学手段定位基因在相同的免疫通路如Toll样受体信号、细胞因子-细胞因子受体相互作用通路上的显著富集则表明了基因可以通过不同形式在免疫调节上起到协同作用。本研究为大黄鱼基因组中lncRNA的注释提供参考,并加深了对lncRNA与可变剪接在大黄鱼响应刺激隐核虫感染下的免疫调控机制的理解。
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