棕点石斑鱼及杂交后代变态发育过程及全转录组分析

石斑鱼作为我国重要的海水经济鱼类,营养丰富,肉质鲜美,广受欢迎,具有很好的经济价值。随着水产养殖业的发展,其养殖规模在逐年扩大。本研究针对棕点石斑鱼(E.fuscoguttatus)及其杂交子代金虎石斑鱼(E.fuscoguttatus♀×E.tukula♂,EFT)进行了胚后发育、骨骼发育的观察,同时对棕点石斑鱼的全鱼组织进行了全转录组测序分析。1、棕点石斑鱼及其杂交子代金虎石斑鱼的胚后发育研究本研究对棕点石斑鱼和金虎石斑鱼进行了定期取样,对两种鱼的胚后发育进行了观察。结果显示,在仔鱼时期,金虎石斑鱼生长略慢于棕点石斑鱼,但在幼鱼时期体重大于棕点石斑鱼;此外,金虎石斑鱼的死亡率小于棕点石斑鱼。金虎石斑鱼在2-20日龄时,全长与棕点石斑鱼相差甚小,23日龄时棕点石斑鱼掉苗严重,鱼苗出现大批量死亡现象,同样饲养条件下的金虎石斑鱼未出现此现象,推测可能是棕点石斑鱼出现病害的缘故,病害导致鱼苗进行大量死亡,这一时期存活下来的鱼苗抗病性强,且存在着互相残食的天性,导致棕点石斑鱼迅速增长,全长开始大于金虎石斑鱼。但在4月龄,金虎石斑鱼全长与棕点石斑鱼的差距急剧缩小,棕点石斑鱼全长9.2cm,金Compound C价格虎石斑鱼全长10.2cm。在5月龄时,金虎石斑鱼的体重为32.7g,全长12.6cm,而此时棕点石斑鱼29.7g,全长11.2cm。以上结果说明在同等养殖条件下,金虎石斑鱼生长较母本快,并且在生长过程中的死亡率低,具有非常优良的杂种优势,可用于规模化养殖。2、棕点石斑鱼及其杂交子代金虎石斑鱼的骨骼发育研究对金虎石斑鱼和棕点石斑鱼的鱼苗进行定期取样并进行硬骨-软骨双染色。结果显示金虎石斑鱼和棕点石斑鱼的骨骼发育顺序相差不大,初孵仔鱼没有骨骼,头骨从5DAH(Day after hatch)开始发育,历时43天发育完成;脊柱从11DAH开始发育,38DAH发育完成。两种鱼的附肢发育顺序依次为胸鳍、背鳍、腹鳍、尾鳍、臀鳍。5DAH,胸鳍开始发育,48DAH,金虎石斑鱼的胸鳍完成骨化,棕点石斑鱼的胸鳍在43DAH完成骨化;8DAH,背鳍和腹鳍发育,11DAH金虎石斑鱼和棕点石斑鱼第二背鳍棘开始不断延长,金虎石斑鱼的第二背鳍棘在26DAH开始退化,38DAH缩到最短;棕点石斑鱼的第二背鳍棘在20DAH经历退化过程,43DAH第二背鳍棘缩短至最短。随后尾鳍开始发育。在11DAH,臀鳍发育开始,43DAH金虎石斑鱼臀鳍骨化完成,48DAH棕点石斑鱼臀鳍骨化完成。两种鱼的尾鳍均在8DAH发育,金虎石斑鱼的尾鳍比棕点石Medicago lupulina斑鱼先骨化完成,此外,在尾鳍的发育过程中,金虎石斑鱼尾上骨融合之后为3枚,与大部分石斑鱼的尾上骨数量相同,而棕点石斑鱼尾鳍骨化完成时有4块尾上骨,比金虎石斑鱼多一块。3、棕点石斑鱼背、腹鳍发育的mRNA和lncRNA关联分析目前,有关于石斑鱼在发育过程中冠状棘伸长后收缩这一现象的基因调控,鲜有报道。为探究这一现象,本研究对棕点石斑鱼的全鱼组织进行了全转录组测序分析,分析结果显示表达了23960个DEGs(Differentially expressed genes,DEGs)。经过WGCNA分析,筛选出相应的模块,进行GO(Gene Ontology)功能注释和KEGG(Kyoto Encylopedia of Genes and Genomes)富集分析,GO富集到了在代谢通路中显著富集的有通路有细胞自噬(Autophagy)、Wnt通路(Wnt signaling pathway)、细胞粘附分子(cell adhesion molecules)、TGF-beta信号通路(TGF-beta signaling pathway)等。通过与lncRNA进行关联分析,得到结果显示存在39个关系对,包括23个mRNA,3个lncRNA,关联网络图显示出三个起作用的lncRNA:MSTRG.23534.1,MSTRG.33437.1,MSTRG.3ABT-263分子量6322.2,同时,结果显示mRNA WNT3、WNT9B、BMP4、LRP2等22个基因与lncRNA存在表达正相关关系。推测针对冠状棘伸长和收缩的这一现象,WNT3和WNT9B在成骨分化过程中,可能与lncRNA MSTRG.23534.1互相影响,促进Wnt信号通路在成骨分化中发挥作用。lncRNA MSTRG.23534.1与BMP4发挥作用,通过BMP-smad信号通路对成骨分化进行调节。低密度脂蛋白受体相关蛋白LRP2也与lncRNA MSTRG.23534.1、lncRNA MSTRG.33437.1存在表达的正相关关系,在棕点石斑鱼的成骨分化中发挥相关作用。