鲂鲌品系和鲌鲂品系部分同源基因表达模式的探究

来源 :湖南师范大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:turandeji
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远缘杂交可以使亲缘关系在种间及种间以上的物种基因组迅速组合,而来源于不同物种的异源基因组之间的融合,会导致杂交后代中同源基因的表达产生差异,这可能是导致杂种优势的主要原因之一。本实验室以团头鲂(Megalobrama amblycephala,2n=48,简称BSB)和翘嘴红鲌(Culter alburnus,2n=48,简称TC)为亲本,进行属间远缘杂交育种,成功培育出两性可育的异源二倍体正交品系鲂鲌(F1F5)和反交品系鲌鲂(F1F3)。本论文基于团头鲂和翘嘴红鲌全基因组及其杂交后代肝脏转录组序列数据,比较分析了不同世代杂交子代中同源基因的表达模式(表达优势,同源表达偏向,基因沉默,基因印迹),利用实时荧光定量PCR技术探究同源表达偏向基因在不同世代子代的不同发育时期及不同组织中的表达情况。此外,以鲂鲌F5为实验材料,通过测序进一步探究了异源二倍体鲂鲌品系中的核仁显性现象。具体研究内容包括以下几点:1、肝脏表达谱同源基因表达模式分析:以SNP数目大于3为标准来区分来源于亲本的同源基因的表达差异,从不同世代子代中共获得3191(15.85%)个具有差异表达基因,其中约70%同源基因具有叠加性表达,超过18%的同源基因具有表达偏向性(BT-F1=414、BT-F2=511、TB-F1=455、TB-F2=514),并且这些同源表达偏向基因(139)在不同世代中可以遗传;此外,大于3%的同源基因发生了沉默和特异性表达,约0.3%同源基因具有基因印迹现象。研究同源基因的多种表达模式为鲂鲌品系和鲌鲂品系杂种优势的分子机制探究奠定了基础。从具有同源表达偏向的基因中筛选CFB、TYR、txndr1、nectin2进行荧光定量PCR验证,结果显示:在一月龄的BT-F1和TB-F1中具有表达优势的基因分别是来源于团头鲂的CFB基因和来源于翘嘴红鲌的txndr1基因;在一月龄的BT-F1和二龄的BT-F1中具有表达优势的基因分别是来源于团头鲂的CFB基因和来源于团头鲂的TYR基因;在二龄BT-F2的肌肉和脑中来源于翘嘴红鲌的nectin2基因具有表达优势;在一月龄的TB-F1和三月龄TB-F1中具有表达优势的基因分别是来源于翘嘴红鲌和团头鲂的txndr1基因,结果表明,同源表达偏向在不同世代不同发育时期的鲂鲌和鲌鲂子代的不同组织之间可发生动态转换。2、鲂鲌F5中18S rRNA基因的表达研究,在鲂鲌F5中,亲本双方的18S rRNA的表达具有不稳定性,既存在仅表达了翘嘴红鲌的18S rRNA个体,也存在同时表达了团头鲂和翘嘴红鲌的18S rRNA的个体,表明在异源鲂鲌品系中核仁显性的现象在F5代中依然未完全建立,核仁显性现象在异源鲂鲌品系的建立可能需要五代甚至更多世代才能达到完全建立。综上所述,杂交可以使不同物种的两个或多个基因组发生动态转移,进而促使杂交后代的基因型与表现型发生变异,是广泛的育种技术之一。鲂鲌品系和鲌鲂品系中同源基因的多种表达调控机制(基因沉默,表达偏向,表达优势,基因印迹等)为杂种优势研究奠定了分子基础;在鲂鲌F5中核仁显性的现象仍未完全建立,表明核仁显性现象在异源鲂鲌品系中的建立需要经历更多的世代。
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