红白锦鲤不同颜色皮肤鳞片的转录组分析

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1、学校代码：10264研究生学号：M150150298上海海洋大学硕士学位论文红白锦鲤不同颜色皮肤鳞片的转录题目：组分析Transcriptomeanalysisofskinand英文题目：scaleofdifferentcolorsofCyprinuscarpiovar.Koi专业：渔业研究方向：表观遗传学，生物信息学姓名：肖军指导教师：李炯棠、二O一八年五月二十八日上海海洋大学硕士学位论文上海海洋大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作

2、所取得的成果。除文中已经明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日上海海洋大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权上海海洋大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文

3、。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日上海海洋大学硕士学位论文上海海洋大学博/硕士学位论文答辩委员会成员名单姓名工作单位职称备注罗琳北京市水产研究所研究员主席刘贵明北京市农林科学研究院研究员委员蒋丽中国水产科学研究员副研究员委员赵紫霞中国水产科学研究院副研究员委员委员委员委员秘书答辩地点答辩日期上海海洋大学硕士学位论文上海海洋大学硕士学位论文红白锦鲤不同颜色皮肤鳞片的转录组分析摘要红白锦鲤(Cyprinuscarpiovar.Koi)是鲤鱼(Cy

4、prinuscarpio)经人工选育出的变种之一，是一种名贵的观赏鱼。其体表黑色素细胞缺失，体色以白色为基础，同时伴有红色的斑块。其体表的皮肤和鳞片中分布的红色素细胞（显红色）和虹彩细胞（显白色）是决定其红白体色的主要因素，因此红白锦鲤是一种用于红白体色研究的理想材料。为了探究锦鲤中红色体色和白色体色的遗传机制，我们选取了红白锦鲤两种颜色的皮肤和鳞片，利用RNA-seq方法对其进行比较转录组学研究。皮肤和鳞片两个组织间的差异基因分析表明皮肤和鳞片中表达的基因数分别为30005,30384；通过表达量值的比较，发现皮肤和

5、鳞片基因的整体表达水平具有显著差异，鳞片中的表达量高于皮肤。皮肤和鳞片中各找到4042,3787个上调基因，通过富集分析发现两个组织中的上调基因富集的GOTerm有显著差异，GO富集显示鳞片中上调基因显著的富集到免疫相关的生物学过程和鳞片的发育相关的生物学过程，关于鳞片的免疫功能还是极少有报道。皮肤中上调基因显著的富集到与皮肤及附属物的形态发生，免疫调控相关的生物学过程，这些富集的生物学过程都是与皮肤特定的功能相适应的。比较红鳞和白鳞的差异基因的GO富集分析结果，红鳞中的223个上调基因显著的富集到神经细胞分化，视黄酸

6、代谢，色素细胞调控和性别决定等生物学过程。神经细胞分化，视黄酸代谢和色素细胞的调控，这些结果为色素细胞起源于神经鞘细胞的学说提供了有力的支持。在很多性别二态性的鱼类中，在繁殖季节两种性别的体色有明显的差异，如鳑鲏、马口、太平洋鲑等；一般雄鱼的体色表现得艳丽，雌鱼的体色则不太显眼。至于这些性别决定基因是如何控制体色的还有待深入的探究。白鳞中195个上调基因显著的富集到生长调控，细胞迁移和肌细胞功能相关的生物学过程，这些结果说明红色素细胞和虹彩细胞可能具有不同迁移能力。结合之前的锦鲤红皮和白皮的差异基因分析结果，通过对红鳞

7、和红皮中一致性的GOTerm进行分析，发现相同颜色的两个不同组织中一致的生物学过程是“脂肪储存(lipidstorage)”和“脂肪代谢(regulationoflipidcatabolicprocess)”。这可能是因为类胡萝卜素属脂溶性色素，脂肪的储存与代谢有利于I上海海洋大学硕士学位论文类胡萝卜素的吸收与代谢。白皮中的上调基因和白鳞中的上调基因一致性的富集结果中，最显著富集的生物学过程是横纹肌发育，这表明虹彩细胞中载色体晶体可能具有较强的活动能力。比较红皮和白皮，红鳞和白鳞的差异基因，筛选出22个在皮肤和鳞片具有

8、相同表达模式的基因，其中包含视黄酸代谢相关基因(cyp2ae1，box1，opsin5)，转运蛋白(slc2a11b，bscl2和tmem130)，以及神经细胞特异性表达的基因(syt11b和nell2b)。β胡萝卜素加氧酶(box1)是将β-β胡萝卜素转化成视黄醛分子的关键酶，box1基因在红皮和红鳞中均为特异性表达的基因。op