草鱼出血病抗性相关基因的筛选与鉴定

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chenman1982
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草鱼呼肠孤病毒(Grass carp reovirus,GCRV)引起的草鱼出血病每年都能引发草鱼(Ctenopharyngodon idellus)鱼种的严重出血,造成80%以上的死亡率和水产养殖业的巨大经济损失。目前,尚未培育出抗草鱼出血病的优良品系。草鱼性成熟时间为4~5年,利用传统育种方法得到优良的品系需要较长的时间。分子育种具有不受环境因素影响,可以进行早期选育等优势,是一种非常有效的育种方法。本研究依托草鱼基因组框架图平台,利用二代测序技术进行数字基因表达谱(Digital gene expression,DGE)分析和等位基因频率分析(Allele frequencyanalysis)来获得和筛选抗性候选基因,随后,利用基因型/表型关联分析(Genotype/phenotype correlation analysis)对抗性基因进行验证。旨在找到控制抗出血病的抗性基因,为草鱼抗病育种提供参考依据。主要研究结果如下:  1.抗性候选基因的表达谱分析  对GCRV攻毒前后草鱼的4个组织在7个时间点取样并进行表达谱测序和分析。28个表达谱共获得203 M reads,平均每个表达谱7.25±0.18 M的cleanreads。为了获得GCRV的抗性候选基因,我们将GCRV感染草鱼后2h的数据和对照组(未攻毒)相同组织的数据进行比较,寻找差异表达基因,在差异倍数≥4且FDR≤0.01的条件下,四个组织中共上调4倍以上的差异表达基因有296个。  2.抗性候选基因的等位基因频率分析  利用群体分离分析法(Bulked segregation snalysis,BSA),以草鱼在GCRV感染后存活和死亡两个表型,建立死亡群体池、抗病群体池和一个自然群体池,每个群体池大小100尾,DNA样品等量混合。以前期表达谱测序获得的296个差异表达基因(Differentially expressed genes,DEGs)为候选基因,以草鱼基因组框架图为平台,针对候选基因的基因组序列设计引物,长度为5kb左右。对3个候选DNA池进行目标区域扩增、建立高通量测序文库并进行高通量测序。利用高通量测序数据,将两个极端表型池分别与自然群体池进行等位基因频率分析,共筛选到8个草鱼出血病抗性候选基因。  3.抗性候选基因的基因型/表型关联分析  对一个5000尾的全同胞家系进行GCRV感染攻毒,取攻毒后存活的100尾个体作为实验材料,进行8个草鱼出血病抗性候选基因的基因型/表型关联分析,找到了一个草鱼出血病的抗性基因SMTNL-2。其在感染GCRV之后存活的个体中,单倍型TAG所占的比例最高,为67%;基因型为TAG/TAG的个体存活率也最高,在群体中的存活率为51.7%。TAG/TAG作为一个优势基因型,在后续草鱼分子育种过程中应予以保留。  本研究通过表达谱分析、等位基因频率分析和基因型/表型关联分析的方法筛选到一个抗草鱼出血病的抗性相关基因,为草鱼出血病抗病育种提供基础。
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