花羔红点鲑补体系统基因克隆及分子进化研究

论文摘要

花羔红点鲑(Salvelinus malma)为鲑科红点鲑属的鱼类,体色由褐色至灰色。有陆封型和洄游型之分,在我国境内主要为陆封型,终身生活于江河干流及支流清冷水域。食性广,以底栖动物及落入水面的昆虫为主,有的时候会跳出水面掠食。花羔红点鲑不仅能够在不进食情况下存活下来,而且它们还可以根据大麻哈鱼卵,它们最喜欢的食物的数量,改变肠道的体积。扩展变化的肠道使花羔红点鲑可以尽量多地利用多余的食物,尽可能地储存能量。尤其在大麻哈鱼鱼卵被吃完的时候,花羔红点鲑就开始变得节约起来。通过缩小的肠道使自身不需要摄食太多,这样就能够维持身体机能的运作。在生产实践中,人们将花羔红点鲑与七彩鲑(Salvelinus fontinalis)杂交获得了杂交鲑(七彩鲑♀×花羔高红点鲑♂)。杂交鲑在生产实践中表现出良好的杂种优势。由于杂交种具有优秀的的养殖经济性能,养殖户更愿意选择杂交种进行养殖。目前由于花羔红点鲑营养价值高,养殖周期长,养殖环境要求完善,导致花羔红点鲑价格居高不下。而且在我国对于三文鱼界定的模糊,缺少完善的科研技术对于鲑鱼的种质进行鉴定,鲑科鱼类又善于通过杂交获得,导致我国鲑鱼市场品种混杂,杂交鲑鱼泛滥,对于生物多样性的保护起到了一定的不利影响,也对鲑鱼消费市场有很大的冲击。本实验从线粒体基因组的角度,对生活在我国东北鸭绿江流域的的花羔红点鲑,杂交鲑,进行了比较分析,为我国鲑鳟鱼属种质资源保护和利用提供了基础数据。其次本实验测定了花羔红点鲑在注射嗜水气单胞菌(实验组)和生理盐水(对照组)的条件下的的全长转录组,并且通过对于花羔红点鲑补体系统的基因的克隆,进一步为我国花羔红点鲑补体系统免疫基因分子演化提供数据支持。花羔红点鲑的完整线粒体基因组序列长度为16,652个核苷酸,由13个蛋白质编码基因,2个核糖体RNA基因,22个转移RNA基因和2个非编码区(L链复制起点和对照区)组成,显示出与大多数脊椎动物的线粒体基因组相保守基因排列。基于Cytb基因的花羔红点鲑以及其他四个红点鲑亚种的系统发育分析表明,中国陆封型花羔红点鲑与花羔红点鲑亚种克氏红点鲑和宫部红点鲑有密切的关系。这个结果不支持花羔红点鲑的已有物种分类关系,需要进一步的研究来确定中国陆封花羔红点鲑的系统发育位置。进而又对杂交鲑的完整线粒体基因组序列进行了测序。它长度为16,623个核苷酸,由13个蛋白质编码基因,2个核糖体RNA基因,22个转移RNA基因和两个非编码区(L链复制起点和控制区)组成,系统发育树显示杂交鲑鱼隶属红点鲑,在花羔红点鲑与七彩鲑之间,与七彩鲑的关系更密切,原因可能是由于在线粒体基因组遗传中,更偏向于母系遗传,而杂交鲑的母本恰好是七彩鲑。杂交鲑的完整线粒体基因组序列为鲑鱼分类提供了一个重要的信息,以便更好地了解鲑鱼的生物多样性和进化,并且可以将其数据用于研究鲑鱼类群的群体遗传信息和物种鉴定的标记。在以细菌侵染后花羔红点斑鲑为材料,构建了全长转录组文库。经过质量控制,从31,233个高质量转录本中共获得27,829个转录本,并鉴定出24,541个开放阅读框(ORF),其中17,670个完整。将27,829个转录本用于功能富集和分类分析,25,809个转录本得到注释。相对于后天免疫基因,注释到更多先天免疫相关基因。为验证全长转录组鉴定基因序列准确性,选择花羔红点鲑C4基因进行重新克隆测序验证,进一步证明测序结果的准确性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
•   1.1 鱼类物种及杂交种鉴定
•     1.1.1 形态标记
•     1.1.2 细胞标记
•     1.1.3 生化标记
•     1.1.4 分子标记
•   1.2 鱼类线粒体基因组的研究进展
•     1.2.1 鱼类mtDNA结构
•     1.2.2 鱼类mtDNA的特点
•   1.3 鱼类补体免疫系统及组成
•     1.3.1 C1q/MBL家族
•     1.3.2 C1r/C1s/MAPS家族
•     1.3.3 C2/Bf
•     1.3.4 C3、C4、C5 家族
•     1.3.5 膜攻击复合物（MAC）
•     1.3.6 补体调节蛋白和补体受体
•   1.4 鱼类补体激活途径
•     1.4.1 经典途径
•     1.4.2 旁路途径
•     1.4.3 凝集素途径
•   1.5 鱼类补体的功能
•     1.5.1 鱼类补体的调理作用和吞噬作用
•     1.5.2 鱼类补体的溶菌活性
•     1.5.3 鱼类补体在介导炎症中的作用
•   1.6 影响鱼类补体活动的因素
•     1.6.1 环境胁迫和压力因素
•     1.6.2 生物因子因素
•     1.6.3 营养因素
•   1.7 鱼类补体系统进化研究进展
•   1.8 小结与展望
• 第二章 花羔红点鲑及其杂交种线粒体DNA测序及系统发育分析
•   2.1 实验材料
•     2.1.1 实验用鱼
•     2.1.2 主要试剂及试剂盒
•   2.2 实验方法
•     2.2.1 线粒体DNA提取
•     2.2.2 线粒体基因组克隆及测序
•   2.3 花羔红点鲑线粒体基因组序列分析
•   2.4 杂交鲑线粒体基因组序列分析
• 第三章 花羔红点鲑补体系统基因克隆及分子进化
•   3.1 研究背景
•   3.2 材料和方法
•   3.3 研究结果
•     3.3.1 cDNA文库特征
•     3.3.2 转录本的功能注释和分类
•     3.3.3 免疫相关基因验证和鉴定
•     3.3.4 多序列比对
•     3.3.5 重建系统发育
•     3.3.6 分子进化分析
•     3.3.7 qPCR验证相对表达量
•   3.4 讨论
• 参考文献
• 致谢
• 在读期间发表的学术论文及研究成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张媛媛

导师: 石戈

关键词: 花羔红点鲑,杂交鲑,线粒体基因组,分子进化

来源: 浙江海洋大学

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 生物学,水产和渔业

单位: 浙江海洋大学

基金: 国家自然科学基金,系统发育基因组学探讨虾虎鱼类的分子进化及物种演化(编号 31472279)

分类号: Q78;S917.4

DOI: 10.27747/d.cnki.gzjhy.2019.000102

总页数: 58

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