基于转录组和代谢组学的团头鲂性早熟分子机制及其与生长发育之间的相互作用研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31872559
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    61.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1902.水产生物遗传育种学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Early puberty is one of the major problems in many farmed fish species due to negative effects on growth performance. As a main aquaculture species in the Chinese freshwater polyculture system with high economic value, the Megalobrama amblycephala is gradually exhibiting early sexual maturity under a long cultured period. Through the previous founding projects from National Natural Science Foundation, the applicants have investigated the molecular regulation mechanism of HPG related genes and let-7 miRNAs on the early puberty of M. amblycephala as well the relationship between growth and gonadal development. The present proposed project will further use the transcriptomics and metabonomics technologies to systematically analyze the variations of genes expression and contents of metabolites during the growth and gonadal development stages. The putative key genes and metabolites will be identified. Secondly, based on the whole genome sequencing data which have been finished by our research group, the present study will try to identify the functions of 3-5 keys genes related to early puberty of M. amblycephala. Thirdly, the putative key metabolites will be quantified in a large population to screen the biomarkers to identify the one-year-old early mature, one-year-old immature and two-year-old normal mature females. The results from this project would explain the genetic mechanism and regulation network for the mutual promotion and inhibition relationship of growth and gonadal development from the transcriptome, metabolome and key genes/ metabolites levels, which could offer the reference data for exploring the relationship between growth and gonadal development during individual’s development.
鱼类的性早熟是在人工养殖过程中出现并影响其生长速度的重要因素之一,生长和性腺发育表现出相互促进-相互抑制的作用。申请人前期青年和面上基金分别探讨了团头鲂HPG轴相关基因和let-7 miRNAs对其生长和性腺发育的调控作用。此课题拟利用团头鲂性早熟和非性早熟家系,运用转录组和代谢组系统研究手段,揭示性早熟过程中生长和性腺发育相关组织基因表达和代谢物含量的变化,构建性早熟过程中生长和性腺发育互作的关键基因-代谢物调控网络,确定候选关键基因和代谢物;基于已获得的团头鲂全基因组,对3-5个关键基因的功能进行活体和细胞水平的基因抑制/敲除/过表达分析;对关键代谢物在性早熟和非性早熟家系不同阶段个体进行定量分析,筛选可鉴别1龄性早熟、1龄非性成熟和2龄正常性成熟个体的活体生物标志物。研究结果将从转录组、代谢组及关键基因/代谢物三个水平系统解析团头鲂性早熟的分子机制及其与生长发育之间互作的调控机制。

结项摘要

鱼类的性早熟是在人工养殖过程中出现并影响其生长速度的重要因素之一,生长和性腺发育表现出相互促进-相互抑制的作用。本课题运用转录组和代谢组系统研究手段,揭示团头鲂性早熟过程中生长和性腺发育相关组织基因表达和代谢物含量的变化,构建性早熟过程中生长和性腺发育互作的关键基因-代谢物调控网络,确定候选关键基因和代谢物,主要完成了以下5个方面的研究任务。(1)开展团头鲂生长快慢群体全转录组比较分析,构建团头鲂生长相关ceRNA调控网络;开展团头鲂不同性成熟阶段肌肉和血清比较转录组分析,筛选到其肌肉和血液中调控性早熟的关键差异表达基因和信号通路。(2)通过团头鲂不同性成熟阶段肌肉和血液的代谢组比较分析,筛选到性成熟前后以及产卵前后雌性团头鲂肌肉和血浆组织中的显著差异代谢物。(3)将团头鲂生长和性成熟相关转录组和代谢组进行关联分析,构建生长和性腺发育直接的基因-代谢物网络,明确差异基因和代谢产物均显著定位到“甾体激素生物合成”、“脂肪酸代谢和“甘油磷脂代谢”等途径。(4)将构建的团头鲂生长相关的ceRNA网络在细胞水平上进行功能验证,鉴定到novel_circ_0001608和LNC_011955 可与 MamblycephalaGene14755(PIK3R1)竞争dre-miR-153b-5p,novel_circ_0002886和LNC_010094可与MamblycephalaGene10444(apip)竞争 dre-miR-124-6-5p,从而影响这些靶基因在肌肉生长和细胞凋亡过程中发挥作用,调控团头鲂生长;定量分析了雌激素受体基因在团头鲂不同年龄阶段的表达模式,结合模式生物斑马鱼中基因的敲除分析,初步解析雌激素受体基因对团头鲂雌性性成熟前后的生长具有明显的调控作用。(5)通过进一步开展团头鲂不同性成熟组血浆和肌肉组织的代谢组和转录组等组学联合分析,鉴定得到各个年龄段代表性代谢物,并初步筛选得到类固醇激素生物合成的关键中间体17α-羟基孕烯醇酮可作为团头鲂雌性个体性成熟的生物标志物。研究结果研究结果从转录组、代谢组及关键基因/代谢 物三个水平解析了团头鲂性早熟的分子机制,筛选的差异代谢物为生产上鉴定性早熟团头鲂亲本提供了技术途径。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
遗传改良对世界水产养殖业发展的推动作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    水产学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王施龙;胡红浪;熊雪梅;高泽霞
  • 通讯作者:
    高泽霞
Development of Teleost Intermuscular Bones Undergoing Intramembranous Ossification Based on Histological-Transcriptomic-Proteomic Data
基于组织学-转录组-蛋白质组数据进行膜内骨化的硬骨鱼肌间骨的发育
  • DOI:
    10.3390/ijms20194698
  • 发表时间:
    2019-09
  • 期刊:
    International Journal of Molecular Sciences
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Chun-Hong Nie;Shi-Ming Wan;Yu-Long Liu;Han Liu;Wei-Min Wang;Ze-Xia Gao
  • 通讯作者:
    Ze-Xia Gao
Comparative expression analysis of let-7 microRNAs during ovary development in Megalobrama amblycephala
团头鲂卵巢发育过程中let-7 microRNAs的比较表达分析
  • DOI:
    10.1007/s10695-019-00624-7
  • 发表时间:
    2019-06-01
  • 期刊:
    FISH PHYSIOLOGY AND BIOCHEMISTRY
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Lan, Tian;Chen, Yu-Long;Gao, Ze-Xia
  • 通讯作者:
    Gao, Ze-Xia
团头鲂肌腱发育相关基因tnmd/xirp2a的克隆和表达
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    团头鲂肌腱发育相关基因tnmd/xirp2a的克隆和表达
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈宇龙;张丽红;周佳佳;孟佑廉;高泽霞
  • 通讯作者:
    高泽霞

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其他文献

宽口裂腹鱼不同组织总RNA提取与质量分析
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    科技创新导报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张玲;马振华;聂竹兰;高泽霞
  • 通讯作者:
    高泽霞
leptin基因在团头鲂成鱼各组织和早期发育中的表达分析
  • DOI:
    10.13300/j.cnki.hnlkxb.2016.01.015
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    华中农业大学学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    赵鸿昊;李学华;曾聪;王卫民;董在杰;高泽霞
  • 通讯作者:
    高泽霞
团头鲂性腺发育不同时期组织学观察及Kiss2/Kiss2r基因表达分析
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    南方水产科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    高泽霞;罗伟;童金苟;王卫民
  • 通讯作者:
    王卫民
团头鲂种质资源及遗传改良研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    华中农业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    高泽霞;王卫民;蒋恩明;陈柏湘
  • 通讯作者:
    陈柏湘

其他文献

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高泽霞的其他基金

有无肌间刺鱼类肌腱细胞分化差异及其分子调控机制研究
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团头鲂let-7 microRNA对其生长和性腺发育的共同调控作用及其分子机制
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  • 项目类别:
    面上项目
团头鲂HPG轴相关基因对其性早熟的分子调控机理研究
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    31201988
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    2012
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  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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