国内虹鳟代表性养殖群体的高通量SNP芯片检测及遗传分析

本研究旨在对国内虹鳟(Oncorhynchus mykiss)代表性养殖群体开展全基因组水平的遗传评估。利用57K单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)芯片,检测了来自不同地域的6个虹鳟养殖群体样本共计48尾,包括黑龙江虹鳟、黑龙江金鳟、四川虹鳟、四川金鳟、北京虹鳟和北京金鳟,共获得有效SNP位点50201个,在中国虹鳟中的多态比例达到97.7%,表明该芯片虽然基于美国和挪威虹鳟群体设计,但对中国群体同样具有良好的适用性。各群体最小等位基因频率均值为0.240~0.267,与国外主流养殖群体相近,黑龙江虹鳟、四川虹鳟和北京虹鳟群体内遗传多样性丰富,多态位点比例为83.6%~84.9%,与国外主流养殖群体相近,而黑龙江金鳟、四川金鳟和北京金鳟,多态位点比例相对较低,在60.2%~76.9%范围内。应用6个中国虹鳟群体和2个美国虹鳟群体数据开展系统发育分析、主成分分析和群体遗传结构STRUCTURE分析,结果显示8个群体可分为3个祖源类群,其中3个金鳟群体为遗传联系较紧密的一个类群,黑龙江虹鳟和北京虹鳟为一个类群,而四川虹鳟与2个美国虹鳟群体为一个类群,部分中国养殖群体中有显著离群个体存在,表明群体遗传背景不均一。本研究表明,高密度SNP芯片在我国虹鳟养殖群体遗传分析中具有广泛的应用前景,能够为种质资源评估、本土化良种培育、制种和引种工作提供基因组水平的参考信息。     

虹鳟免疫诱导型基因Cathelicidin2启动子功能分析

本研究通过实时荧光定量PCR实验对虹鳟(Oncorhynchus mykiss)Cathelicidin2(Cath2)基因的转录模式进行了分析。结果显示,该基因在鳃、头肾等与机体免疫防御功能密切相关的组织内转录,在细菌和病毒感染后,转录水平均显著升高。对基因上游调控序列进行启动子和转录因子结合位点预测,发现该启动子具有真核生物典型的TATA盒和CAAT盒结构,基因上游直至第一内含子区域内,密集存在多个免疫相关转录因子结合位点,其中,2个核因子κB(Nuclear factor kappa B,NFκB)预测结合位点均位于核心启动子正链区域。在草鱼(Ctenopharyngodon idellus)肾组织细胞系内,绿色荧光蛋白和萤火虫荧光素酶基因都能够在该启动子驱动下表达,表明其具有启动子活性,且启动子活性在受到免疫诱导后增强,包括细菌脂多糖(Lipopolysaccharides,LPS)模拟的细菌感染和聚肌胞苷酸(Polyinosinic polycytidylic acid,Poly I:C)模拟的病毒感染。双荧光素酶报告基因检测显示,启动子活性在与NFκB转录因子表达时,增强至4.39倍,证明Cath2基因受NFκB通路调控。研究表明,虹鳟Cath2基因能够在多种免疫刺激诱导下表达,其启动子可以应用为免疫诱导型的基因工程元件,驱动外源免疫基因在鱼体内适时表达,抵御外界病原感染,同时,避免非必要条件下的过度表达形成生长负担。