锦鲤红白皮体色表达谱分析及相关基因甲基化表达模式的研究

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1、分类号_________________________密级__________________________UDC__________________________编号__________________________硕士学位论文锦鲤红白皮体色表达谱分析及相关基因甲基化表达模式的研究李晓敏（1216004）指导教师姓名王秀利教授专业名称生物化学与分子生物学论文答辩日期年月日学位授予日期年月ThesisForTheDegreeOfMasterGeneexpressionvariationandepigeneticmodificationassociatedwithskincolori

2、nKoicarp(Cyprinuscarpiovar.Koi)Supervisor:Prof.WangXiuliMasterCandidate:LiXiaominCollegeofFisheriesandLifeScienceDalianOceanUniversityDalian,LiaoningProvince,P.R.C本研究由中国水产科学研究院“基于高通量甲基化图谱的鲤红白体色差异机制”研究基本科研业务费（2014C010）和国家科技部863项目：“十二五”国家863计划现代农业技术领域“鲤鱼和草鱼等重要养殖鱼类功能基因组研究及应用”项目（2011AA100400）资助Thisstu

3、dywassupportedbythegrantsfromSpecialScientificResearchFundsforCentralNon-profitInstitutes,ChineseAcademyofFisherySciences(2014C010)andChinaMinistryofScienceandTechnology863Hi-TechResearchandDevelopmentProgram(2011AA100401)摘要摘要锦鲤（Cyprinuscarpiovar.Koi)，隶属鲤科，是鲤鱼的一个变种，因其体色变化丰富多彩，变幻多姿，是一种全球范围内重要的观赏鱼类。

4、其中，红白锦鲤为最常见品种，本文主要以红白锦鲤作为主要的研究材料，研究体色差异的分子机制，本文通过RNA-Seq技术对红白锦鲤的红皮和白皮两个样本的转录组进行研究，得到的结果如下：1.采用双端100ntIlluminaHiseq测序，在红皮与白皮样本中分别得到1.03千万条双末端序列，以已发布的鲤鱼基因组做参考，由Cufflinks对测序reads进行比对、组装和整合，共得到85,823条组装后的转录本，其中81,959（95.3%）条转录本能够比对到参考基因组中，剩余3,846条转录本在基因组的覆盖区域与参考注释转录本不一致，这些转录本来自3,157个不同的基因区域，其中437个比对到外

5、显子反义链上的基因，2,720个比对到基因间隔区域。2.未比对到参考基因组的3,157个基因用Transcoder以及BLASTX进行预测和比对，预测到2,295潜在编码蛋白的基因，剩余的862个基因与ENSEMBL中硬骨鱼ncRNA数据库以及NONCODE数据库进行BLASTN比对，共有143个基因找到同源的已知ncRNA。3.用Cuffdiff、DESeq和edgeR根据比对后所得FPKM值，对转录本在红皮与白皮中的表达量差异进行分析，分别得到169，453，1453个差异基因，共同的差异基因为62个，其中52个在红皮与白皮中都表达，但表达存在差异，有2个在红皮特异表达，8个在白皮中特

6、异表达。通过qRT-PCR对52个差异基因在红皮与白皮中的表达模式进行验证，结果显示有3个基因表达模式与RNA-Seq不一致，有3个基因表达不显著，有46个基因表达与RNA-Seq结果一致且在红皮与白皮中的表达差异显著。4.对差异基因用BS-PCR法进行甲基化分析，其中锦鲤的gpib基因与klf4a基因甲基化存在差异，gpib在红皮中甲基化较高为83.98%，在白皮中为68.68%；klf4a在白皮中的甲基化程度较高为95.8%，在红皮中的甲基化程度为79.8%，这与RNA-Seq结果和qRT-PCR结果成反比，说明甲基化可能参与基因的表达调控。在本研究中，使用RNA-Seq技术得到锦鲤红

7、白皮肤的转录组序列，得到其体色的转录组数据，并对红白体色中表达差异的基因进行注释和表达量验证，得到了红白皮差异基因表达谱，对其中两个差异基因可能的甲基化修饰进行了实验分析，探究其表观遗传机制，为今后研究其皮肤中的体色机制提供理论基础。关键字：红白锦鲤，体色，RNA-Seq，甲基化IAbstractAbstractCyprinuscarpiovar.KoidubordinatedtoCyprinidae,isvarieti