大黄鱼性腺性别分化的转录组学研究

摘要

大黄鱼(Larimichthys crocea)是中国海水网箱养殖量最大的重要经济物种之一，其生长具有雌雄二态性，然而大黄鱼性腺分化分子机制相关知识仍然匮乏，性腺分化过程中基因表达情况缺乏系统研究。因此，本文对不同发育阶段的大黄鱼雌雄性腺进行分别测序，然后进行比较分析。主要研究结果如下:
　　1、取8月龄大黄鱼雌雄性腺进行RNA-Seq，初步考察转录组分析大黄鱼性腺基因表达状况的效率及可靠性。结果显示，RNA-Seq共产生2.5亿个平均125bp的原始读段，经质控、拼接，获得77405个平均长度为896bp的转录本，其中雄性高表达基因13342个，雌性高表达基因3573个，雄性特异表达基因4713个，雌性特异表达基因46个。差异基因的聚类热图显示，雌雄性腺间基因表达模式差异巨大，相同性别样品间重复性好。用该数据库查找了42个性别决定或分化相关基因的序列和表达量，并利用RT-PCR验证了其中12个基因，结果相符的有10个基因，不相符的有2个基因。
　　2、取3月龄和18月龄大黄鱼性腺进行RNA-Seq，然后将数据对比到实验室获得的基因组上，结合第一部分研究内容，分析大黄鱼在各个发育阶段性腺表达基因的表达水平，筛选性腺性别特异表达基因。3月龄测序数据注释到21944个基因;8月龄测序数据注释到21924个基因;18月龄测序数据注释到19，659个基因。其中，在大黄鱼3月龄性腺中，有68个基因在精巢中特异性表达，157个基因在卵巢中特异性表达，3910个基因共表达;8月龄时，有1959个基因在精巢中特异性表达，45个基因在卵巢中特异性表达，7480个基因共表达;18月龄时，有976个基因在精巢中特异性表达，140个基因在卵巢中特异性表达，7233个基因共表达;将雌雄数据分别混合，发现仍然有13个基因在精巢中特异性表达，8个基因在卵巢中特异性表达，6773个基因共表达。将大黄鱼雌雄性腺在不同发育阶段中特异表达基因分别作统计分析，更好地观测这些表达基因在每两个相邻时期的变化。
　　3、研究对大黄鱼雌雄性腺发育的时序性，获得表达基因在不同发育时期的数量变化。在雄性中，从3月龄到8月龄有2789个基因表达量上升，2944个基因表达量下降;从8月龄到18月龄有2436个基因表达量上升，共有2307个基因表达量下降。在雌性中，从3月龄到8月龄有716个基因表达量上升，5061个基因表达量下降;从8月龄到18月龄有584个基因表达量上升，共有247个基因表达量下降。
　　本文为进一步研究大黄鱼的性别分化机制奠定基础，也为鱼类性别分化机制和进化研究提供数据和参考。

目录

声明

摘要

主要符号表

1．1 转录组学研究进展

1．1．1 转录组和转录组学

1．1．2 转录组测序技术的发展

1．2 鱼类性腺性别分化的研究进展

1．2．1 性别决定和性别分化

1．2．2 鱼类性腺发育和性别分化

1．2．3 鱼类性腺性别分化相关基因的研究进展

1．3 大黄鱼性腺研究概况

1．3．1 大黄鱼简介

1．3．2 大黄鱼性腺性别分化研究进展

1．4 本研究目的和意义

1．5 本研究内容和技术路线

1．5．1 研究内容

1．5．2 技术路线

第2章 大黄鱼雌雄性腺基因表达差异比较研究

2．1 实验材料

2．1．1 实验用鱼

2．1．2 主要仪器和试剂

2．2 实验方法

2．2．1 石蜡切片

2．2．3 测序样品准备

2．2．4 文库构建和测序

2．2．5 测序数据生物信息学分析

2．2．6 差异基因功能注释

2．2．6 RT-PCR验证

2．3 结果

2．3．1 性腺的形态特征

2．3．2 RNA提取

2．3．3 测序和注释

2．3．4 差异表达基因的鉴定

2．3．5 性别差异表达基因的功能注释

2．3．6 性别相关基因

2．3．7 差异表达基因的RT-PCR验证

2．4 讨论

2．4．1 基于RNASeq的转录组分析是大规模分析性别相关基因表达谱的有效工具

2．4．2 差异表达分析

2．4．3 重要性别相关基因分析

2．5 本章小结

第3章 大黄鱼雌雄性腺基因表达差异时序性比较研究

3．1 实验材料

3．1．1 实验用鱼

3．1．2 主要仪器和试剂

3．2 实验方法

3．2．1 石蜡切片

3．2．2 测序样品准备

3．2．3 文库构建和测序

3．2．4 转录组组装和差异表达分析

3．2 结果

3．2．1 不同时段石蜡切片结果

3．2．2 大黄鱼性腺发育不同时期转录组测序数据统计

3．2．2 大黄鱼性腺发育不同时期基因表达比较

3．3 讨论

3．3．1 实验数据的差异分析

3．3．2 雌雄性腺发育相关表达基因的总体比较和时序性总体分析

3．3．3 数据筛选候选性别特异性表达基因分析

3．4 本章小结

4．1 研究结论

4．2 创新点

4．3 展望

致谢

参考文献

在学期间科研成果情况