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七彩神仙鱼(Symphysodon haraldi)原产于南美洲亚马逊河流域,由于其艳丽的色彩、优雅的游姿受到全世界消费者的喜爱,被称为“热带观赏鱼之王”。近些年,在东南亚以及欧洲等国家,被大规模的养殖,在淡水观赏鱼贸易中占有重要的地位。由于该物种繁殖配对复杂,产卵量低,制约了其在产业化中的生产效率。在生长繁殖中,除了性腺之外,脑组织在脊椎动物性腺发育、性别调控、性行为过程中发挥重要作用。另一方面,部分雄性成年品种拥有更长的背鳍延伸,背鳍在鱼体形改良以及雌雄鉴别方面有着重要的作用,并且从鱼鳍取样能尽可能减少对鱼的伤害,因此为了提高产业化的生产效率以及推动产业的快速发展,对七彩神仙鱼雌雄脑组织、雌雄背鳍的研究是十分必要的。了解七彩神仙鱼脑组织、背鳍的相关生物学信息,有助于我们了解脑组织性别差异基因在雌雄差异中的作用机制,了解鱼鳍相关基因,可为观赏鱼表观改良以及性别鉴定奠定基础,进一步提高七彩神仙鱼的大规模人工繁殖,品种改良。本实验运用第二代高通量测序技术对七彩神仙鱼成鱼雌雄脑组织、雌雄背鳍进行转录组测序、组装、拼接,功能基因注释。在雌雄脑组织中鉴定出差异表达的mRNA,筛选出七彩神仙鱼调节脑组织促性腺激素释放激素、促黄体素、催乳素、催卵泡激素的相关基因,并且在脑组织中执行了miRNA和mRNA联合分析。在雌雄背鳍组织中,筛选出与鱼鳍形成相关的基因,以及可能调控雄鱼拥有更长背鳍延长的基因,结果和讨论如下:1.七彩神仙鱼脑组织mRNAs的表达分析利用Illumina Hiseq 6000平台构建了3个雄性和3个雌性七彩神仙鱼脑组织c DNA文库,并进行测序。从这6个c DNA文库中总共获得337190200个原始数据。质量筛选后,获得了34109个基因和67488转录本,对比nr、GO、KEGG、Pfam、Swiss-Prot和egg NOG数据库获得基因相关功能,利用统计学方法筛选获得了85个差异表达基因,与雌性相比,61个差异基因在雄性脑组织中上调,24个下调,包括黑色素浓集激素(MCH)、催乳素释放激素(Prlh)、垂体同型框转录因子2(PITX2)、免疫球蛋白家族成员(DSCAM、IGDCC3)、溶质载体(UNC93B1)、醛糖还原酶(AKR1B1),这些基因调节脑组织促性腺激素释放激素、促黄体素、催乳素、催卵泡激素的形成以及配子发生。可为七彩神仙鱼脑组织性别差异、脑组织调控生殖系统方面提供重要的基础资料。2.七彩神仙鱼背鳍mRNAs的表达分析利用Illumina Hiseq6000平台构建了3个雄性和3个雌性七彩神仙鱼背鳍的c DNA文库,并进行了测序。从这6个c DNA文库中共获得323170182个原始数据。质量筛选后,获得了22890个基因和47999转录本,对比nr、GO、KEGG、Pfam、Swiss-Prot和egg NOG数据库获得基因相关功能,利用统计学方法筛选获得了96个差异表达基因,与雌性相比,21个差异基因在雄性脑组织中上调,85个下调,包括细胞弹性蛋白酶抑制酶(SERPINb1)、血管生成素生长因子3(Ang3)、载脂蛋白(APOC1)、胶原蛋白IX型(COL9A1),这些基因在七彩神仙鱼背鳍形成以及雄鱼背鳍延伸方面发挥重要作用。可为七彩神仙鱼性别鉴定,鱼鳍改良提供重要的基础资料。3.七彩神仙鱼脑组织miRNA-mRNA调控网络分析利用Illumina Hiseq 2500测序平台获得了七彩神仙鱼雌雄鱼脑组织差异表达的miRNA。通过2种预测算法(Target Scan 50 and mi Randa 3.3a)构建了脑组织miRNA-mRNA对关系网。把两种算法中的结果进行整合,计算获取重叠部分。发现1个miRNA对应多个靶基因,1个靶基因受多个miRNA的调控。为了探究脑组织在性别差异方面相关miRNA-mRNA靶基因对潜在的调控关系,我们利用生物学相关方法,构建了61对靶基因对,构成miRNA-mRNA的网络关系。