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亚洲草鱼群体的差异甲基化分析
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摘要:
为探究水产养殖过程中DNA甲基化对亚洲草鱼群体人工驯化与环境选择适应的影响,本实验对亚洲范围内8个地区的养殖和野生草鱼群体进行了全基因组甲基化测序,测序序列经质控后比对到草鱼参考基因组上,并进行差异甲基化分析和功能富集分析。结果显示,甲基化测序共获得308.15Gbp测序数据,平均测序深度31×,平均比对率62.97%。对5个养殖群体分别与野生背景群体间进行差异甲基化分析,共发掘出76422个差异甲基化位点、3737个差异甲基化区域、1950个差异甲基化基因。功能分析发现,差异甲基化基因被注释到血管生成、神经嵴细胞迁移、T细胞分化、颅骨系统发育、肌肉细胞发育等GO功能分类中。KEGG代谢途径富集分析的结果显示,差异甲基化基因主要参与细胞黏附连接、Notch信号通路和Wnt信号通路等代谢途径。在这些功能注释的基因中,有许多与神经、免疫、骨骼和肌肉等组织发育相关的重要基因,如sema3d、sema5bb和nrg2a等。本研究进一步对表观遗传修饰在草鱼人工驯化和环境选择适应作用机制的探究奠定了基础,为保存和科学利用草鱼种质资源提供了有价值的遗传基础数据。
基于两种对虾参考基因组的中国明对虾性别分化区域初步探查
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摘要:
中国明对虾是我国最重要的养殖虾类之一。性成熟后的中国明对虾在生长和体色上表现出性别二态性。为了探查基因组上潜在的性别分化相关区域,对中国明对虾进行了全基因组重测序研究。分别使用中国明对虾基因组和其近缘物种凡纳滨对虾的基因组作为参考基因组,计算了雌雄中国明对虾之间的遗传分化指数Fst,以筛查基因组上的性别分化相关区域。当使用中国明对虾参考基因组时,有约89%的中国明对虾测序读段全部或部分比对到中国明对虾参考基因,覆盖度大约为84%。基因组上Fst出现较多杂乱的峰,其中LG5的Fst值整体呈升高的趋势,另外LG13、LG17及LG35均有Fst指数相对较高的区域。而当使用凡纳滨对虾参考基因组时,有约60%的中国明对虾测序读段全部或部分比对到凡纳滨对虾参考基因,覆盖度约为52%。Scaffold2550和Scaffold3683上分别有2个最显著的峰。将雌雄中国明对虾转录组测序数据与凡纳滨对虾的参考基因组比对后,获得了中国明对虾的粗略表达谱,挖掘出了丰富的差异表达基因。分析了前述2个Scaffold上的基因表达情况。在Scaffold2550上,有2个肌肉中的差异表达基因,有3个性腺中的差异表达基因;在Scaffold3683上,有4个性腺中的差异表达基因,全部都是雄性高表达,且都位于Fst峰值区域,其中2个基因编码外周型苯二氮卓受体相关蛋白1(peripheral-type benzodiazepine receptor-associated protein 1),参与类固醇激素生物合成,推测这两个雄性高表达基因参与了雄虾的性别特异性生理机制,与雄性生殖功能相关,在性别分化过程中发挥一定作用。本研究初步筛选到了与中国明对虾性别分化相关的区域和基因,为中国明对虾性别二态性的进一步研究提供了依据。
大菱鲆MKK基因家族全基因组鉴定及其在生物和非生物应激下的表达分析
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摘要:
为了阐明大菱鲆丝裂原活化蛋白激酶激酶(mitogen-activated protein kinase kinases,MAPKKs或MKKs)基因家族在生物和非生物应激响应中的作用,本实验首先通过生物信息学方法对大菱鲆MKK基因家族进行了全基因组水平的鉴定,利用多个应激相关转录组数据集分析了大菱鲆MKK家族成员在不同组织及不同生物和非生物应激下的表达模式。结果显示,本研究在大菱鲆全基因组水平上共鉴定出9个MKK基因家族成员,它们不均匀地分布在7条染色体上,并分别对其编码蛋白的理化性质、蛋白二级结构和亚细胞定位进行了预测。基于系统发育分析,将SmMKKs划分为5个亚家族。内含-外显子结构、保守基序和多重序列比对分析结果不仅为大菱鲆MKK亚家族分类提供了证据,而且表明SmMKKs在进化上高度保守。SmMKKs在不同组织及不同生物和非生物应激下的基因表达模式分析表明,SmMKKs具有明显的组织特异性表达。另外,结果显示,粘孢子虫和肿大细胞病毒感染后,SmMKK6a呈极显著差异表达;热应激处理后,SmMKK6a呈极显著差异表达;高盐或低盐胁迫后,SmMKK4a、SmMKK4b、SmMKK6a和SmMKK7呈极显著差异表达。SmMKK6a在各种应激条件下均表现出极显著响应,表明其可能在综合抗应激中具有潜在的作用。这可能是第一个对大菱鲆MKK基因家族进行系统识别和功能分析的研究。以上研究结果不仅表明MKK基因家族在大菱鲆响应多种生物和非生物应激中发挥重要作用,而且也为大菱鲆综合抗逆分子选择育种研究提供了重要的理论支撑。
基于不同密度SNP面板的凡纳滨对虾AHPND抗性基因组预测准确性分析
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摘要:
为评估不同SNP标记密度对凡纳滨对虾AHPND抗性基因组预测准确性的影响,本实验对26个全同胞家系进行VpAHPND侵染,收集686尾个体的存活时间数据,对其中242尾个体利用液相芯片“黄海芯1号”(55.0KSNP)进行基因分型,基于A、G和H亲缘关系矩阵估计VpAHPND侵染后存活时间的遗传参数;采用随机和等距抽取方式,基于55.0KSNP构建了8个低密度SNP面板(40.0、30.0、20.0、10.0、5.0、1.0、0.5和0.1 K),利用GBLUP和ssGBLUP等方法预测VpAHPND侵染后存活时间的基因组育种值,利用交叉验证方法计算其预测准确性,并与BLUP方法进行对比分析。遗传参数估计结果显示,VpAHPND侵染后存活时间表现为高遗传力水平,估计值为0.68~0.79。在55.0KSNP密度下,针对242尾基因分型个体数据集(G242),利用BLUP、GBLUP和ssGBLUP方法获得的预测准确性分别为0.424、0.450和0.452,GBLUP和ssGBLUP比BLUP分别提升了6.13%和6.60%;针对686尾表型测定个体数据集(P686),利用BLUP和ssGBLUP方法获得的预测准确性分别为0.510和0.535,后者比前者提升了4.90%。对于8个低密度SNP面板,当SNP密度≥10.0 K时,基因组预测准确性变化幅度在G242和P686数据集中均较小(1.1%~1.8%);随着SNP密度自10.0K不断降低,基因组预测准确性在2个数据集中也不断降低,其中5.0K密度降幅为0.6%~2.6%、1.0K密度降幅为5.8%~11.0%、0.5K密度降幅为11.4%~17.2%、0.1K密度降幅为38.8%~41.6%。10.0K与55.0KSNP密度间基因组亲缘系数、GEBV的相关系数均高于0.99,表明利用10.0KSNP面板可以准确地预测同胞个体间的亲缘关系及其GEBV。研究表明,使用10.0SKNP面板对Vp AHPND侵染后存活时间进行基因组遗传评估可以得到与55.0KSNP芯片近似的预测准确性,为低密度SNP分型芯片设计提供了参考。
基因组医学与临床医学研究进展
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基因组医学技术革新对临床医学诊断与治疗的影响
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