完成单位:中国水产科学研究院黄海水产研究所、上海海洋大学、海阳市黄海水产有限公司
完成人:陈松林、邵长伟、鲍宝龙、王娜、王清印、王磊、田永胜、李仰真、刘寿堂、刘洋、周茜、杨英明
成果简介:1. 揭示牙鲆变态发育的分子机制
发现牙鲆的眼睛移动受到甲状腺激素和视黄酸信号通路的拮抗调控:牙鲆转录组测序鉴定到21个甲状腺激素信号通路基因以及9个视黄酸信号通路基因。通过甲状腺激素合成抑制剂抑制实验以及视黄酸注射实验表明,视黄酸通过干扰甲状腺激素对视黄酸受体/甲状腺激素受体形成的异二聚体作用而抑制眼睛移动,揭示了牙鲆眼睛的移动受到甲状腺激素和视黄酸信号通路的拮抗调控。
发现视蛋白通过促进视黄酸合成来调控比目鱼体色不对称发育:揭示视黄酸在牙鲆两侧皮肤存在显著差异,视黄酸注射可显著增加皮肤中色素细胞的数量。光照实验证实,伴随变态过程身体的扭转,有眼侧皮肤视蛋白可以接受更多光照,促进视黄酸的合成,诱导成体型色素细胞分化;而无眼侧皮肤由于光照较少,不能形成大量黑色素细胞,首次揭示了比目鱼体色左右不对称的形成机制。
2.发掘抗病免疫关键基因,揭示牙鲆抗细菌病的分子机制
构建牙鲆高密度遗传连锁图谱,鉴定多个抗细菌病QTL位点:利用12712个SNP构建了牙鲆高密度遗传连锁图谱,定位到9个抗鳗弧菌病相关的QTL,可解释5.1-8.38%的表型变异。利用180个SSR标记筛选3个SSR可用于牙鲆抗迟钝爱德华氏菌家系的辅助选育,鉴定出6个抗病相关QTL,可解释16.0%-89.5%的表型差异。
绘制牙鲆抗爱德华氏菌蛋白谱,鉴定多个牙鲆抗病免疫基因:通过对迟缓爱德华氏菌感染前后的牙鲆肝脏进行蛋白组分析,鉴定出206个差异表达蛋白质,显著富集到金属离子代谢通路、细菌感染、补体级联反应通路。发现迟缓爱德华氏菌感染后可激活多种转录因子,促进免疫组织中抗菌相关基因转录。 针对牙鲆补体样分子3 (C1ql3)基因、趋化因子受体CCR6A、CCR6B及精氨酸酶Ⅱ基因开展表达分析及抗菌功能研究,揭示这些基因参与牙鲆响应鳗弧菌、爱德华氏菌感染的免疫过程。
建立牙鲆皮肤细胞系,为抗病免疫基因功能分析提供重要平台:成功构建牙鲆皮肤细胞系,最适生长温度为24℃,染色体核型为2n=48t,病毒感染和外源载体转染实验揭示其可作为牙鲆病原学和抗病基因功能研究的重要平台。
3.建立牙鲆抗病性状全基因组选择技术,推动鱼类分子育种的技术进步
对牙鲆参考群体和候选群体开展全基因重测序,鉴定出1934475个SNP位点,利用BayesCπ和GBLUP算法进行基因组估计育种值计算,发现对候选群体估计育种值的预测准确性与传统育种方法相比,得到显著提升。研究结果表明我们建立了牙鲆抗病性状全基因组选择技术。
4.培育出鲆优2号抗病新品种
将选育出的具有高GEBV值、快速生长的家系快速生长为母本,以具有高GEBV值、抗迟缓爱德华氏菌病家系为父本,培育“鲆优2号”牙鲆新品种。2016年获得新品种证书。该品种比普通牙鲆生长速度提高20%左右,养殖成活率提高20%左右。
该项目在Nature Genetics和DNA research等国内外重要刊物发表论文/论著19篇,其中SCI论文13篇,累计影响因子达57.454,累计他引次数超过94次。该项目揭示了牙鲆变态发育和抗病免疫的分子机制,建立了牙鲆基因组选择育种技术,并培育出鲆优2号牙鲆新品种,有效提升了我国鱼类抗病育种的研究水平。