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1、学校代码：10264研究生学号：M150150268上海海洋大学硕士学位论文半滑舌鳎性别大小异形的转录组学题目：研究TranscriptomicsofSexDimorphism英文题目：intheCynoglossussemilaevis专业：渔业研究方向：半滑舌鳎性别大小异形机制研究姓名：王仁凯指导教师：王娜副研究员二O一八年四月一日上海海洋大学硕士学位论文上海海洋大学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李军中国科学院海洋研究所研究员主席尤峰中国科学院海洋研究所研究员委员杨官品中国海洋大学教授委员李莉中国科学院
2、海洋研究所研究员委员王师中国海洋大学教授委员李希红黄海水产研究所助理研究员秘书答辩地点黄海所1号楼3楼会议室答辩日期2018.05.21上海海洋大学硕士学位论文半滑舌鳎性别大小异形的转录组学研究摘要鱼类的个体生长性状是与鱼类养殖产量息息相关的重要经济性状，在水产基础研究中具有较高的关注度。生长和生殖是生物体最基本的特征。脊椎动物的生长受“下丘脑-垂体-肝”轴的调节。脊椎动物繁殖主要受“脑/下丘脑-垂体-性腺”轴的调控。生长与生殖密切相关但又相互区别。一方面，在发育过程中，性腺的发育与身体的发育有着密切联系。鱼类生长激素受体，类
3、胰岛素样生长因子等在多种组织中表达，并且在性腺中也有表达。这意味着垂体分泌的生长激素可以影响身体的生长和性腺的发育，从而协调两者的生长发育。另一方面，在雌鱼产卵周期中，卵巢的生长又与身体的生长相关。性腺分化伴随着细胞分化和组织生长，因此，性腺中也存在生长激素、生长激素受体、类胰岛素样生长因子生长调控轴和一些局部调节因子，从而准确地调控卵巢发育和成熟。因此，鱼类个体的生长表现是体内生长调控轴与生殖调控轴相互作用和影响所产生的结果。半滑舌鳎（Cynoglossussemilaevis）属于鲽形目（Pleuronectiformes
4、）、舌鳎科（Cynoglossidae）、舌鳎属（Cynoglossus），主要分布在我国黄海和渤海的近海区，是一种我国特有的珍贵经济海水鱼类。半滑舌鳎的染色体决定类型为ZZ/ZW，雌雄生长差异大，雌鱼生长速度一般为雄鱼的2-4倍，是一种典型的雌雄大小异形性鱼类。目前已绘制完成半滑舌鳎全基因组精细图谱，解析了Z和W染色体的结构，揭示了染色体进化机制和性逆转的表观调控机制。然而目前半滑舌鳎生长差异的研究仅局限于半滑舌鳎生长调控轴中的几个重要的因子，比如生长激素GH、生长激素受体GHR、生长激素释放激素GHRH、胰岛素样生长因子I
5、GF-I及其受体IGF-IR、垂体腺苷酸环化酶激活多肽PACAP等在不同发育时期及不同性别之间的表达差异研究。有关半滑舌鳎生长调控轴与生殖调控轴相互作用、相互影响的平衡机制的研究尚未见报道。本实验对这一重要的海水鱼类-半滑舌鳎的生长内分泌调控轴与生殖内分泌调控轴进行了深入研究。实验中，2龄大小的雌雄鱼各15条，取其四个与生长和生殖相关的组织：脑、垂体、肝脏和性腺进行RNA抽提和转录组测序。共得到24个文库，每一个文库平均测序得到37533991个高质量cleanreads，雌雄脑、垂体、肝脏和性腺中分别鉴定出806,1482,
6、818和14695个差异表达基因（差异倍数≥2且q<0.05）。通过GO功能富集和KEGG通路富集分析得到核酸结合转录因子的活性，I上海海洋大学硕士学位论文G蛋白偶联受体的活性，MAPK信号通路，类固醇的生物合成和神经活性配体-受体的相互作用等都可能与性别生长差异相关。进一步通过权重基因共表达网络分析，得到有两个模块（yellowgreen和salmon4）在雌雄个体大小差异上呈现出显著的正相关性（p<0.05）。由这两个模块绘制的网络图中筛选到一系列的关键基因，包括nipped-B-likeproteinA(nipbla)，
7、转录激活蛋白Pur-beta-like(purb)和BDNF/NT-3growthfactorsreceptor(ntrk2)等。选取转录组中20个差异表达基因（ara，fegr1,egr4,gdf8,igfbp5,mapk5,ntrk2,lepr,lrp3,purb,fos,gna12,jun,lrp1b,lrp2,lrpap1,pdgfra,pias2,sos1,un），通过定量PCR实验对高通量测序数据进行验证，得到的各个显著差异表达基因的表达趋势与测序结果基本一致。利用半定量PCR、实时荧光定量PCR及原位杂交等方法对
8、2个关键基因nipbla、purb在半滑舌鳎雌雄各组织及不同发育时期各组织中的表达模式进行了研究。本论文通过转录组及WGCNA分析鉴定了一批半滑舌鳎性别大小异形相关基因及其通路，并选取2个基因开展了初步的表达模式分析，为深入揭示半滑舌鳎性别大小异形分子机制提供了丰富的基础资料
