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本研究由Yu Li、Xinxi Zou、Honghao Jin、Bo Zhou、Jian Zhou、Lu Zhang、Zhe Li、Leyan Ling、Fan Liu、Yuan Gao、Xinyue Wang、Hui Luo、Kaili Chen和Hua Ye等作者共同完成。研究团队来自西南大学水产学院、西南大学宜宾研究院、四川省农业科学院水产研究所等机构。该研究于2023年12月20日在线发表在《Comparative Biochemistry and Physiology - Part D: Genomics and Proteomics》期刊上，卷号为49，文章编号为101180。
中国长吻鮠（Leiocassis longirostris）是中国重要的淡水经济鱼类，因其高营养价值和独特风味而广受欢迎。然而，由于过度捕捞、环境污染等人为活动，野生资源迅速减少，导致其养殖业面临种质退化和抗病能力差等问题。因此，选育生长速度快、性状优良的长吻鮠个体作为亲本具有重要意义。以往的研究多集中在长吻鮠的免疫反应、营养与饲料、遗传学及性别和生长相关标记的鉴定上，但关于其生长相关基因及其分子调控机制的研究较少。本研究旨在通过比较转录组分析，揭示长吻鮠肌肉和肝脏组织中与生长相关的基因及其调控机制，为选育快速生长品种提供基因组信息。
研究分为以下几个主要步骤：
实验鱼与样本采集
从四川省农业科学院水产研究所获取30月龄的长吻鮠，随机选取200尾鱼，麻醉后根据体重分为快速生长组（FG，9尾，平均体重534.02±53.68 g）和慢速生长组（SG，9尾，平均体重108.41±4.96 g）。采集每尾鱼的肌肉和肝脏组织，置于RNA保护液中保存，随后进行RNA提取。
RNA提取与转录组文库构建
使用TRIzol试剂提取总RNA，去除基因组DNA污染后，通过Agilent 2100生物分析仪检测RNA完整性，并使用Qubit 2.0荧光计测量RNA浓度。将每组三个样本的RNA等量混合，构建12个cDNA文库，包括FG肌肉组（FM1, FM2, FM3）、SG肌肉组（SM1, SM2, SM3）、FG肝脏组（FL1, FL2, FL3）和SG肝脏组（SL1, SL2, SL3）。文库在Illumina NovaSeq 6000平台上进行测序。
原始测序数据处理
过滤低质量读数、未知核苷酸读数及含有接头的读数，保留高质量clean reads。使用HISAT2软件将clean reads与长吻鮠参考基因组比对，基于FPKM值估计基因表达水平。使用DESeq2软件进行差异表达分析，筛选出显著差异表达基因（DEGs）。
基因功能注释与DEGs分析
使用ClusterProfiler软件对DEGs进行GO功能注释和KEGG通路富集分析，探索与生长相关的基因功能及潜在调控通路。
实时定量PCR验证
从转录组数据中筛选出20个DEGs，使用qRT-PCR验证其表达模式。结果显示，qRT-PCR结果与转录组测序数据高度一致，支持了转录组数据的可靠性。
差异表达基因分析
在肌肉组织中筛选出580个DEGs，其中296个上调，284个下调；在肝脏组织中筛选出511个DEGs，其中186个上调，325个下调。这些DEGs在快速生长组和慢速生长组之间表现出显著差异。
功能富集分析
GO功能分析显示，肌肉组织中显著富集的生物学过程包括蛋白水解、免疫反应和免疫系统过程；肝脏组织中显著富集的生物学过程包括免疫反应、免疫系统过程和脂质转运。KEGG通路分析表明，MAPK信号通路、钙信号通路、PPAR信号通路、TGF-β信号通路、Wnt信号通路、FoxO信号通路和糖酵解/糖异生通路可能与长吻鮠的生长调控相关。
关键基因表达验证
通过qRT-PCR验证了10个肌肉组织和10个肝脏组织的DEGs，结果显示其表达模式与转录组测序数据一致。其中，PK和FABP基因在快速生长组中高表达，而CART、Leptin、PEPCK、MuRF1、TRIM32和PPARα基因在慢速生长组中高表达。这些基因可能通过影响肌肉生长和物质能量代谢调控长吻鮠的生长差异。
本研究通过比较转录组分析，揭示了长吻鮠肌肉和肝脏组织中与生长相关的基因及其调控机制。研究发现，快速生长组和慢速生长组在多个生长相关基因的表达上存在显著差异，这些基因可能通过调控肌肉生长、物质代谢和能量代谢影响长吻鮠的生长速度。研究结果为选育快速生长品种提供了重要的基因组信息，并为进一步研究长吻鮠生长调控的分子机制奠定了基础。
重要发现
本研究首次系统地揭示了长吻鮠肌肉和肝脏组织中与生长相关的基因及其调控机制，筛选出多个关键基因，如PK、FABP、CART、Leptin等，为理解长吻鮠生长差异提供了新的分子证据。
方法创新
研究采用高通量转录组测序技术，结合qRT-PCR验证，确保了数据的可靠性。通过GO和KEGG功能富集分析，深入挖掘了与生长相关的基因功能和调控通路。
研究对象特殊性
长吻鮠作为中国重要的淡水经济鱼类，其生长调控机制的研究具有重要的经济价值和科学意义，为水产养殖业的可持续发展提供了理论支持。
研究还发现，免疫相关通路在慢速生长组中显著富集，提示免疫反应可能与生长速度呈负相关。这一发现为进一步研究鱼类生长与免疫之间的关系提供了新的思路。