草鱼×赤眼鳟杂交子一代抗草鱼出血病分子机理研究

Grass carp (Ctenopharyngodon idellus)is the first aquacultural production of freshwater fish species in China. However, the healthy development of aquaculture has been restricted by the hemorrhage disease. Focusing on improving the germplasm resources of the grass carp, this project will explore a fundamental way to solve the hemorrhage disease of grass carp. The study material is the F1 population, which was got by the distant hybridization between grass carp and barbel chub (Spualiobarbus Curriculus) in 2011. In order to find out the main signaling pathways and the key genes related to disease resistance of grass carp, the modern molecular biotechnology, such as library construction, gene cloning, protein expression, bioinformatics analysis, will be used. By comprehensive analysis of those results of physiological and biochemical tests, gene expression and transcriptome sequencing, the function and molecular mechanism on disease resistance of the pathways and its key genes would be able to find out. In this project, the new disease resistance material from distant hybridization will be studied to excavate the key genetic resources of hemorrhage disease and its disease resistance mechanism. Once it is succeeded, it can not only enrich the fish resistance breeding theory, but also provide an important guiding value towards breeding practice in grass carp hemorrhage disease resistance.

草鱼是我国第一大淡水养殖品种，草鱼出血病长期制约产业的健康发展；本项目着眼草鱼种质资源改良，探索从根本上解决草鱼出血病的治本途径。以申请者2011年成功获得草鱼×赤眼鳟远缘杂交F1群体为研究材料，在初步比较杂交F1、草鱼、赤眼鳟对草鱼出血病病毒免疫特性差异基础上，采用文库构建、生物信息学分析、克隆与表达等技术，从生理生化、基因表达和转录组测序等方面综合分析，确定杂交F1抗草鱼出血病相关的主要信号通路和关键基因，比较关键基因介导免疫信号通路的表达调控，探究抗病分子机理，旨在挖掘抗草鱼出血病关键基因、筛选抗病草鱼新材料。这不仅可丰富鱼类抗性育种理论，而且对抗草鱼出血病新品种（系）选育实践具有重要的指导价值。

草鱼是我国第一大淡水养殖品种，草鱼出血病长期制约产业的健康发展。本项目着眼草鱼种质资源改良，以草鱼×赤眼鳟远缘杂交F1群体为研究材料，从杂交F1群体的形态学、营养水平、生长性状及GCRV抗性相关因子及miRNA的调控关系等进行了研究，结果如下：.营养水平研究结果显示，正交F1肌肉具有较低的水分含量和较高的蛋白质含量，其氨基酸组成平衡，鲜味氨基酸含量丰富，多不饱和脂肪酸PUFAs占总脂肪酸比例高，具有较低的ω6/ω3比值，是一种营养丰富、味道鲜美和品质优良的鱼类。池塘养殖条件下，5月龄正、反交F1体重和体长的绝对增长优于父母本子代；正、反交F1增重率比赤眼鳟小，但优于草鱼。1+龄正交F1在增重率、增重倍数和特定生长率高于草鱼。.GCRV感染试验结果显示草鱼、赤眼鳟、正、反交F1的成活率分别为41.7%、82.2%、96.7%和94.4%，血液生理生化指标和抗病毒相关基因的表达特征比较结果也表明，赤眼鳟和正、反交F1的抗GCRV能力优于草鱼。因此，赤眼鳟可作为一个良好的研究GCRV抗性的模型。草鱼和赤眼鳟GCRV感染前后的miRNA Solexa测序结果显示，赤眼鳟和草鱼差异表达miRNA有558条，其中413条miRNA共预测了8572个靶基因，与草鱼出血病相关的靶基因有12个，与免疫相关的靶基因30个。赤眼鳟和草鱼中的miRNA表达水平差异显著，说明GCRV的刺激后，草鱼与赤眼鳟存在不同的miRNA调控机制。基于转录组数据库和miRNA数据库分析结果，选择和抗GCRV紧密相关因子，克隆并对比它们在赤眼鳟和草鱼上的结构和表达差异。结果显示：赤眼鳟TLR3，TLR22，MyD88，Mx在赤眼鳟抗GCRV免疫反应中发挥了重要作。特别是TLR22，和草鱼存在的两个结构差异，可能是赤眼鳟和草鱼不同GCRV抗性的原因之一。 .项目对杂交F1及其亲本的研究结果，为抗病草鱼的筛选提供了新的研究材料赤眼鳟，同时找到了和抗GCRV紧密相关的基因，该结果有望为后期探究赤眼鳟抗GCRV的机制研究提供基础的理论依据，同时结果也丰富了鱼类抗性育种理论，对抗草鱼出血病新品种（系）选育实践具有重要的指导价值。