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性别二态性是有性繁殖动物的普遍现象。虽然雌性和雄性在形态、生理、行为等方面有明显的差别,但是它们分享着几乎一致的基因组,性别二态性的形成与不同基因的表达有关。miRNA作为转录后水平调控基因表达的小RNA,参与性别二态性的形成。性腺是有性繁殖动物产生配子和类固醇激素的重要的繁殖器官,由于不同的发育通路,精巢和卵巢呈现出明显的形态上的二态性,它们经常作为研究mRNA和miRNA表达的靶器官。因此,从转录组水平探索精巢和卵巢差异表达的基因和miRNA,对于解析雌雄间的差异及揭示该差异形成的分子机理具有重要作用。尼罗罗非鱼是世界性养殖鱼类,其雄鱼比雌鱼生长快30%,全雄鱼的养殖具有更好的经济价值。在研究性别二态性方面,尼罗罗非鱼具有成熟时间短,产卵周期短的优点,且罗非鱼全基因组测序已经完成并全面公开,具有良好的基因组资源。因而,以罗非鱼为材料开展有关性别二态性的研究,可以兼顾基础与应用两个方面。本研究以尼罗罗非鱼为实验材料,采用新一代高通量测序技术在转录组水平上对雌雄性腺miRNA表达谱和mRNA数字化表达谱进行分析。通过miRNA-seq寻找罗非鱼性别差异显著的miRNA,对其靶基因进行预测。通过标签的数字基因表达系统(DGE)研究雌雄性腺转录水平的变化,以期得到大量的差异表达的基因和Pathway。通过二者的关联分析,可以在转录水平和转录后水平寻找性别决定的新的通路。探讨雌雄激素对性腺miRNA的影响,解析：miRNAs介导的调控网络在鱼类性别决定中的作用机制。本研究主要结果如下：(1)尼罗罗非鱼性腺组织mRNA表达谱的性别二态性研究取60日龄尼罗罗非鱼雌雄鱼各6尾,分别构建精巢和卵巢组织RNA文库,利用新一代高通量测序技术对其精巢和卵巢组织差异表达基因进行分析,结果表明,在精巢和卵巢中分别有16909和13495个基因表达。在精巢中表达量最高的基因有：1个40S核糖体蛋白和4个60S核糖体蛋白,精浆糖蛋白和热休克蛋白。在卵巢中表达量最高的基因有：泛素偶联酶2C、卵母细胞特异性连接组蛋白、两种脂肪酸结合蛋白和配子体特异性因子。这些高表达的基因呈现出精巢和卵巢完全不同的发育途径。在精巢和卵巢之间共发现有5559个差异表达基因,与精巢相比,2229个基因在卵巢中上调,3260个基因在卵巢中下调。对差异表达基因进行功能注释,发现这些差异表达基因主要被富集到代谢相关通路外,还有部分基因参与繁殖生物学相关的通路。(2)尼罗罗非鱼性腺组织miRNA组的性别二态性研究利用RNA-seq技术对以上尼罗罗非鱼的精巢和卵巢的小RNA文库进行了测序,分析miRNA在精巢和卵巢中的表达模式。结果表明,在精巢和卵巢组织的小RNA文库中分别获得了26675871和13030780个clean reads 。精巢和卵巢差异表达miRNAs的数量为152个,差异显著的为76个,在卵巢中显著高表达的miRNA为67个,在精巢中显著高表达的为9个。在表达的miRNA中有大量的SNP存在,有些是精巢和卵巢共有的,有些是精巢或卵巢特有的,这些差异表达的miRNA以及特有的SNP有助于性别二态性的形成。(3)尼罗罗非鱼性腺组织miRNA组与mRNA组的联合分析利用Allen和Schwab的方法预测差异表达的miRNA的靶基因,利用Venny软件对差异表达基因与靶基因取交集,得到5555个交集基因。根据miRNA与mRNA间的负调控关系,获得miRNA与靶基因的数据集,降低每个差异表达miRNA的靶基因范围。对交集基因进行KEGG pathway分析,对类固醇激素生成通路的差异表达基因与相关miRNA进行荧光定量和相关性分析。结果得到miR-456/Amh、miR-138/Amh、 miR-17-5p/Dmrt1、miR-20a/Dmrtl、miR-138/Cypl7a2、miR-338/Cyp17a2和miR-200a/ Cyp17a2共7对在序列上具有互补同时表达量也显著负相关的靶标关系。这些差异表达的miRNA抑制性别相关的靶基因的表达进而促进尼罗罗非鱼性别二态性的形成。(4)雌二醇和甲基睾酮对尼罗罗非鱼性腺组织miRNA表达的影响用雌二醇和甲基睾酮处理尼罗罗非鱼的雌雄鱼,研究这两种激素对精巢和卵巢中差异表达的8个miRNA (miR-122、miR-214、miR-202、let-7b、let-7h、miR-17-5p、miR-200和miR-143)的影响,结果表明,总体水平仍然呈现在卵巢中的表达量显著高于精巢。雌二醇处理均引起精巢和卵巢这8个miRNA的显著降低。甲基睾酮处理后,在雌鱼miRNA表达的总体趋势是先显著降低,随着时间的推移再缓慢升高；在雄鱼,引起miRNA表达大幅度降低。同时对这些miRNA的表达量与性别特异的基因(Cypl9ala、 Foxl2和Dmrt1)表达量进行相关性分析,结果为：Cypl9ala和Foxl2的表达量与8个性别特异性的miRNA的表达量显著正相关,而Dmrtl的表达量与这8个miRNA的表达量显著负相关,且这些miRNA之间彼此也显著相关。性类固醇激素可以影响性别相关的]miRNA的表达变化,从而影响尼罗罗非鱼的性别二态性。