摘要: 裂腹鱼亚科鱼类是青藏高原鱼类区系中的主体成分之一，而花斑裸鲤是其中的一个代表物种，鉴于花斑裸鲤对高原淡水生态系统中的重要地位以及对高原环境极强的适应性，本研究应用Illumina HiSeqTM 2500技术对花斑裸鲤肝胰脏、肌肉、脑、肾和血液混合组织... 展开 裂腹鱼亚科鱼类是青藏高原鱼类区系中的主体成分之一，而花斑裸鲤是其中的一个代表物种，鉴于花斑裸鲤对高原淡水生态系统中的重要地位以及对高原环境极强的适应性，本研究应用Illumina HiSeqTM 2500技术对花斑裸鲤肝胰脏、肌肉、脑、肾和血液混合组织转录组进行测序、转录本组装和基因功能注释，通过常氧（DO=8.4 ± 0.1 mg/L）和低氧胁迫（DO=3.0 ± 0.1 mg/L）处理比较进行低氧适应相关基因差异表达及其通路富集分析，采用Real-time PCR检测了花斑裸鲤重度低氧和中度低氧处理后差异基因在关键组织中的表达水平，目的在于探讨花斑裸鲤低氧适应的生物学过程和分子机制。主要研究结果如下： （1）通过花斑裸鲤混合组织转录本组装，共获得551 430条转录本，转录本总长达476 992 977 bp，其中有33 7481条unigene序列，大小为221 260 249 bp。序列组装结果满足后续分析的基本要求。 （2）对 unigenes 进行七大数据库的基因功能注释，发现注释最多的是 Nt数据库（117 993，34.96%），其次是GO数据库（50 492，14.96%），最少的的 KEGG 数据库（20 660，6.12%）。Nr 数据库注释表明，花斑裸鲤 unigenes与斑马鱼的基因有62.1%相似性，此结果与两者都是鲤科鱼类是一致的。 （3）花斑裸鲤组织差异表达基因分析结果表明，在低氧条件下肝胰脏、心脏、血液、脑和肌肉组织中分别有28、30、74、60和282个差异基因。差异基因GO富集发现，在低氧条件花斑裸鲤只有3个组织富集到GO条目，其中在脑、肝胰脏组织中主要富集的基因与分子功能有关，肌肉中富集到的与分子功能基因、细胞组分基因和生物学过程基因密切相关。 （4）KEGG通路富集表明，血液中11差异基因富集到9个KEGG通路中；脑组织中5个差异基因富集到5个KEGG通路中；肌肉组织中75个差异基因富集到29个KEGG通路中；肝胰脏中13个差异基因富集到10个KEGG通路中。上述结果揭示，花斑裸鲤应对低氧环境将加强糖酵解途径功能和糖异生作用，增强HIF-1信号通路功能，强化抗氧化防御系统，抑制细胞的生长及促进受损细胞的凋亡，从而提高机体的低氧耐受和存活能力。 （5）重度和中度低氧条件下，花斑裸鲤HIF-1aA/B 和HIF-2αA/B在各组织中的表达模式不尽相同。研究结果表明HIF-1a 和HIF-2α的表达水平随低氧程度不同表现为明显的组织特异性，从而提示花斑裸鲤可能存在两种不同的机制分别来应对中度低氧和重度低氧环境。 （6）在重度低氧条件下，脑和肌肉组织中EPO mRNA表达显著增加，而在中度低氧条件下，EPO mRNA表达在主要组织中趋于先增加后下降的趋势。此结果表明，花斑裸鲤通过提高EPO的转录水平来增强血液携氧能力，加强了机体的低氧耐受性。同时，通过EPO反馈机制使机体红细胞保持在正常水平，进而使机体在长期低氧环境下生理功能保持正常。 （7）在重度低氧条件下，花斑裸鲤通过增强VEGF mRNA的表达促进血管新生和增加血管的通透性来适应短时间的缺氧环境；通过VEGF mRNA系统的负反馈机制调控新血管形成适应长期低氧环境。 收起