梁 霞,王慧琪,馬宇璇,宋 磊,吳 超,李亮徽,張國松

(菏澤學(xué)院生理生化及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室,山東 菏澤 274000)

微衛(wèi)星DNA,又稱為簡單重復(fù)序列(simple sequence repeats,SSRs),是廣泛存在于真核、原核以及病毒基因組中[1-2]的1～6個(gè)堿基串聯(lián)重復(fù),隨機(jī)分布于基因間區(qū)、基因的內(nèi)含子區(qū)和編碼區(qū)等區(qū)域. 微衛(wèi)星由高突變性的核心序列和較為保守的側(cè)翼序列兩部分組成,具有雜合率高、分布均勻和共顯性遺傳等特點(diǎn),研究人員通常在微衛(wèi)星側(cè)翼序列設(shè)計(jì)引物對(duì)微衛(wèi)星序列進(jìn)行PCR擴(kuò)增,以探究物種的遺傳多樣性和篩選功能標(biāo)記等. 作為優(yōu)良的第二代分子標(biāo)記技術(shù),微衛(wèi)星已在遺傳圖譜構(gòu)建[3]、種群遺傳多樣性評(píng)估[4-5]以及分子標(biāo)記輔助育種[6-7]等領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用.

鯉魚(Cyprinuscarpio)屬于鯉形目、鯉科、鯉亞科,廣泛分布于除澳洲和南美洲外的全世界淡水水域,也是我國淡水魚類中品種最多、分布最廣、養(yǎng)殖歷史最悠久、產(chǎn)量最高者之一. 2014年,中國水產(chǎn)科學(xué)院聯(lián)合多個(gè)單位完成了鯉魚全基因組注釋和圖譜繪制,成為了國際上首個(gè)完成全面解析的異緣四倍體硬骨魚類基因組圖譜. 研究表明,其基因組大小約為1.69G,含52 610個(gè)功能基因,約為已完成基因組測(cè)序的硬骨魚類基因數(shù)目的兩倍. 重復(fù)元件分析表明鯉魚基因組包含了超過31%的轉(zhuǎn)座元件,顯著超過了目前完成基因組測(cè)序的模式魚類(僅少于斑馬魚),揭示了鯉魚較高的基因組復(fù)雜度. 細(xì)胞遺傳學(xué)證據(jù)表明,鯉魚在減數(shù)分裂過程中其100條染色體形成50個(gè)二價(jià)體而非25個(gè)四價(jià)體,進(jìn)一步證實(shí)了鯉魚基因組的異緣四倍體起源特征. 為深入研究鯉魚基因組四倍化特征,科研人員開展了鯉魚(2n=100)和近源模式魚類斑馬魚(2n=50)的比較基因組研究. 結(jié)果表明,二者染色體呈現(xiàn)典型的2∶1同源共線關(guān)系,與斑馬魚相比,鯉魚基因組獲得了加倍. 該研究首次在全基因組水平證實(shí)了鯉魚基因組的四倍化特征和其獨(dú)特的全基因組復(fù)制事件. 鯉魚全基因組測(cè)序和圖譜的完成,標(biāo)志著鯉科魚類重要經(jīng)濟(jì)性狀的遺傳解析和遺傳選育研究正式進(jìn)入了基因組時(shí)代[8].

目前國內(nèi)外關(guān)于鯉魚微衛(wèi)星方面的研究已有較多報(bào)道:如孫效文等[9]利用微衛(wèi)星等多種分子標(biāo)記對(duì)柏氏鯉與黑龍江鯉的雜交子二代的單倍體樣品做基因型分析,構(gòu)建了初步的鯉魚遺傳連鎖圖譜;趙蘭[10]利用鯉魚微衛(wèi)星標(biāo)記和SNP標(biāo)記構(gòu)建了鯉魚較高密度的遺傳連鎖圖譜以及遺傳-物理整合圖譜;鄭先虎等[11]利用4個(gè)鯉魚群體構(gòu)建了鯉魚的整合圖譜,并根據(jù)圖譜比較分析了不同群體生長性狀QTL的分布及變異規(guī)律;吳明林等[12]利用10對(duì)微衛(wèi)星標(biāo)記對(duì)長江野鯉和兩種養(yǎng)殖鯉群體進(jìn)行了遺傳多樣性評(píng)估.

傳統(tǒng)開發(fā)SSR標(biāo)記的方法主要是使用重復(fù)探針篩選基因組文庫和小片段陽性克隆測(cè)序等來開發(fā)SSR引物[13]. 目前關(guān)于鯉魚微衛(wèi)星標(biāo)記的開發(fā)方法主要集中在磁珠富集法、探針篩庫法及ISSR片段擴(kuò)增法等[14-16],成功開發(fā)的微衛(wèi)星標(biāo)記主要應(yīng)用于鯉魚不同地理群體的遺傳特征評(píng)估、分子輔助育種研究及種質(zhì)資源鑒定等. 然而,這些傳統(tǒng)篩選方法操作困難、耗時(shí)低效. 近年來,隨著二代測(cè)序技術(shù)的迅速發(fā)展,許多物種的基因組相繼公布并得到了極大地開發(fā)和利用,這為在全基因組水平上搜索微衛(wèi)星奠定了基礎(chǔ). 目前越來越多生物[1,17-19]的全基因組微衛(wèi)星研究已被報(bào)道. MISA工具(MicroSatellite identification tool)是近些年用于篩選物種全基因組微衛(wèi)星的一種較為普遍、高效、快捷的微衛(wèi)星搜索軟件,適用于EST序列、文庫核酸序列及基因組測(cè)序序列等多種類型材料[20];且具有運(yùn)行指令簡單、運(yùn)行耗時(shí)短及不需聯(lián)網(wǎng)等優(yōu)點(diǎn),已成為更多物種基因組微衛(wèi)星搜索的首選工具[21-23]. 本研究利用MISA微衛(wèi)星篩選軟件對(duì)鯉魚基因組數(shù)據(jù)庫(NCBI已公布)檢索,針對(duì)鯉魚全基因組中的微衛(wèi)星進(jìn)行搜索并分析其分布規(guī)律. 同時(shí)對(duì)外顯子區(qū)含有微衛(wèi)星的基因進(jìn)行GO注釋、富集和KEGG富集分析,來進(jìn)一步研究微衛(wèi)星在黃顙魚基因序列中的分布特征以及功能定位,這對(duì)于今后分析鯉魚全基因組特征、評(píng)估不同地理群體遺傳特征以及開發(fā)鯉魚大量高質(zhì)量微衛(wèi)星標(biāo)記等具有重要的參考價(jià)值.

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本文中使用的1.7Gb鯉魚全基因組下載自NCBI Genome數(shù)據(jù)庫(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/),登錄號(hào)為GCF_000951615.1.

1.2 SSR搜索方法

本研究利用MISA微衛(wèi)星搜索軟件,從鯉魚全基因組中篩選1～6種完整型微衛(wèi)星序列. 搜索標(biāo)準(zhǔn)參考MISA軟件默認(rèn)參數(shù),即1～6種微衛(wèi)星核心序列最少重復(fù)次數(shù)分別為10、6、5、5、5和5. 本研究統(tǒng)計(jì)原則將所有可循環(huán)的序列及其堿基互補(bǔ)序列歸為同一類別,如ACT重復(fù)拷貝類別,可以與之合并為一類的重復(fù)拷貝類別是CTA、TAC、TGA、GAT和ATG.

1.3 微衛(wèi)星所在外顯子上的基因GO注釋和KEGG富集分析

利用鯉魚基因組GFF注釋文件和運(yùn)行MISA軟件得到的微衛(wèi)星位置信息(misa文件),對(duì)全基因組中所有微衛(wèi)星進(jìn)行定位. 結(jié)合本實(shí)驗(yàn)室編寫的Python腳本及使用Blast2 GO軟件[24]進(jìn)行GO注釋,利用 KOBAS 2. 0在線軟件進(jìn)行GO富集和KEGG富集分析[25].

2 結(jié)果與討論

2.1 鯉魚全基因組微衛(wèi)星總體分布規(guī)律

利用MISA微衛(wèi)星篩選軟件在1.7Gb鯉魚全基因組中共搜索到837 004個(gè)完整型微衛(wèi)星,相對(duì)豐度為488個(gè)/Mb,微衛(wèi)星總長度為15 513 551 bp,占鯉魚全基因組大小的0.91%,相對(duì)密度為9 051 bp/Mb. 1～6堿基重復(fù)類型的微衛(wèi)星數(shù)目差異較大,其中單堿基重復(fù)數(shù)目最多,占微衛(wèi)星總數(shù)的67.11%;其次分別是二堿基、三堿基、四堿基和五堿基. 其中六堿基類型出現(xiàn)頻率最低,僅有596個(gè)微衛(wèi)星,在所有微衛(wèi)星中占比0.07%(圖1和表1).

圖中數(shù)字代表該堿基類型在全基因組中的數(shù)量,百分比代表該堿基類型在所有微衛(wèi)星中所占比例圖1 鯉魚全基因組中6種微衛(wèi)星類型數(shù)量分布Fig.1 Quantitative distribution of six types of microsatellites in the Cyprinus carpio whole genome

表1 鯉魚全基因組中6種微衛(wèi)星重復(fù)類型統(tǒng)計(jì)分析Table 1 Different types of microsatellite sequences in the Cyprinus carpio genome

2.2 鯉魚全基因組中6種微衛(wèi)星類型不同類別分布特征

除了6種堿基類型微衛(wèi)星在基因組中分布頻率差異顯著外,每種微衛(wèi)星類型中不同堿基類別的分布規(guī)律也有很大差別(表2和表3).

表2 鯉魚微衛(wèi)星中出現(xiàn)頻率最高的10種重復(fù)拷貝類別Table 2 The 10 types of repeated copies with the highest frequency of microsatellites in the Cyprinus carpio

表3 不同堿基類型微衛(wèi)星前3種優(yōu)勢(shì)類別在鯉魚基因組中的分布Table 3 Distribution of the first three dominant categories of microsatellites of different base types in the Cyprinus carpio genome

在單堿基類別中,A類別(A、T)占有絕對(duì)的堿基優(yōu)勢(shì),共搜索到478 415個(gè),占單堿基總數(shù)目的 96.57%;相比較而言,C類別(C、G)出現(xiàn)頻率較低,在基因組中僅有17 006個(gè),在單堿基中占比3.43%.

在二堿基四種類別中,AC類別數(shù)目最多,共出現(xiàn)122 398個(gè),占二堿基總數(shù)目的54.58%;其次分別是AT和AG類別,在二堿基中分別占比28.02%和17.23%;CG類別數(shù)目最少,僅占比0.17%.

在三堿基、四堿基和五堿基類別中,也均表現(xiàn)出明顯的A、T堿基優(yōu)勢(shì). 在三堿基中,AAT類別出現(xiàn)頻率最高,共出現(xiàn)48 895次,占比68.85%. 其次分別是AAC和AAG,在三堿基中分別占比12.15%和5.94%. CCG類別出現(xiàn)頻率最低,僅有112個(gè),占比0.16%. 在四堿基中,AAAT為出現(xiàn)頻率最高的類別,占比44.34%,其次分別為ATCT和AAAC. 在五堿基中,AATAT、AAAAT和AAATT為數(shù)目最多的前三種類別.

由于六堿基微衛(wèi)星在基因組中出現(xiàn)頻率較低,絕大部分六堿基類別出現(xiàn)次數(shù)較少,部分類別甚至缺失. AACCCT為六堿基中數(shù)目最多的類別,共有74個(gè),占比12.42%. 其他類別占比均較低.

2.3 鯉魚全基因組微衛(wèi)星重復(fù)拷貝數(shù)分布

盡管微衛(wèi)星在鯉魚6種堿基類型中的數(shù)目分布和各堿基不同類別數(shù)目差異較大,但每種微衛(wèi)星的核心序列拷貝數(shù)變化趨勢(shì)是一致的. 即1～6種堿基均隨著核心拷貝數(shù)的增加,其微衛(wèi)星數(shù)目逐漸遞減(圖2).

圖2 鯉魚各堿基類型微衛(wèi)星不同拷貝數(shù)分布Fig.2 Distribution of different microsatellite repetitions in Cyprinus carpio

鯉魚基因組中每種微衛(wèi)星核心序列的拷貝數(shù)變化范圍較大,從5～4 029拷貝數(shù)不等. 但6種微衛(wèi)星核心序列拷貝數(shù)均集中在5～40次,占微衛(wèi)星總數(shù)的99.44%. 單堿基核心拷貝數(shù)主要集中在10～33次,占單堿基微衛(wèi)星總數(shù)的99.84%;二堿基核心拷貝數(shù)在6種微衛(wèi)星中最為分散,主要集中在6～40次,在二堿基中占比98.22%. 其中最高拷貝數(shù)為4 029次,在6種微衛(wèi)星拷貝范圍中拷貝數(shù)最大:三堿基、四堿基和五堿基核心拷貝數(shù)范圍較窄,分別集中在5～21次、5～25次和5～20次,分別占比99.37%、97.96%和 95.70%. 六堿基核心拷貝數(shù)更為集中,主要集中在5～9范圍內(nèi),占比88.59%.

2.4 GO功能注釋、富集和KEGG富集特征

通過對(duì)鯉魚全基因組中搜索的微衛(wèi)星進(jìn)行定位,并對(duì)微衛(wèi)星定位在編碼區(qū)的基因進(jìn)行功能注釋. 結(jié)果表明,包含60 139個(gè)基因注釋的鯉魚基因組中,17 678個(gè)基因的外顯子與微衛(wèi)星有重疊. 基因的GO功能注釋主要分為生物學(xué)過程、細(xì)胞組分和分子功能三大類. 通過對(duì)外顯子上包含微衛(wèi)星的17 678個(gè)編碼基因進(jìn)行GO功能注釋,共得1 758個(gè)GO條目. 注釋到生物學(xué)過程的條目數(shù)和編碼基因數(shù)均最多,其中注釋條目數(shù)共1 120個(gè),占比63.7%,涉及的生物學(xué)過程主要包括細(xì)胞過程(cellular process)、單組織過程(single-organism process)及代謝過程(metabolic process)等;注釋到細(xì)胞組分的條目有416個(gè),占比23.7%,主要包括膜(membrane)、細(xì)胞(cell)和細(xì)胞成分(cell part)等;222個(gè)條目(占比12.6%)注釋到分子功能(molecular function)方面,主要集中在連接(binding)、催化活性(catalytic activity)以及信號(hào)傳感器活動(dòng)(signal transducer activity)等方面,其中注釋到結(jié)合活性(binding)功能的基因在所有注釋功能中最多(圖3). GO功能富集最為顯著的條目是代謝過程的調(diào)節(jié)(P=8.47E-15)、大分子代謝過程的調(diào)控(P=1.24E-14)以及細(xì)胞生物合成過程的調(diào)控(P=5.55E-14)(表4).

細(xì)胞組分:1.膜;2.細(xì)胞;3.細(xì)胞組分;4.膜組分;5.細(xì)胞器;6.大分子復(fù)合物;7.細(xì)胞器組分;8.細(xì)胞外區(qū)域;9.細(xì)胞連接;10.膜封閉腔. 分子功能:11.結(jié)合活性;12.催化活性;13.信號(hào)傳感器活性;14.分子傳感器活性;15.轉(zhuǎn)運(yùn)活性;16.核酸結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子活性;17.分子功能調(diào)節(jié)劑;18.結(jié)構(gòu)分子活性;19.轉(zhuǎn)錄因子活性;20.翻譯調(diào)節(jié)器活性. 生物學(xué)過程:21.細(xì)胞進(jìn)程;22.單組織過程;23.代謝過程;24.生物調(diào)節(jié);25.生物過程調(diào)節(jié);26.刺激應(yīng)答;27.發(fā)送信號(hào);28.定位;29.細(xì)胞組成或生物發(fā)生;30.多細(xì)胞生物過程;31.發(fā)展過程;32.生物過程的負(fù)調(diào)控;33.生物粘附;34.生物過程的正調(diào)控;35免疫系統(tǒng)過程.圖3 鯉魚微衛(wèi)星分布于外顯子的基因GO功能注釋Fig.3 The GO function annotation of exon microsatellites in Cyprinus carpio

表4 鯉魚微衛(wèi)星分布于外顯子的基因GO富集Table 4 Gene GO enrichment of the microsatellite distributed in exons from Cyprinus carpio

對(duì)微衛(wèi)星分布于外顯子上的基因進(jìn)行KEGG富集分析,共富集到細(xì)胞過程(cellular processes)、環(huán)境信息處理(environmental information processing)、遺傳信息處理(genetic information processing)、代謝(metabolism)和有機(jī)系統(tǒng)(organismal systems)五大分支中,包括280條通路. 其中機(jī)體系統(tǒng)分支富集到的基因總數(shù)最多,共6 520個(gè). 環(huán)境信息處理分支中的鞘脂信號(hào)通路(sphingolipid signaling pathway)基因富集最為顯著(P=2.36E-10),PI3K-Akt 信號(hào)通路(PI3K-Akt signaling pathway)上富集的基因最多,共有319個(gè). 分布到代謝分支的通路種類最為廣泛,包含113條通路,共富集到1 609個(gè)相關(guān)基因. 其次是有機(jī)系統(tǒng)(81條通路),分布到遺傳信息處理的通路種類和基因總數(shù)均最低(22條通路,881個(gè)基因)(表5).

表5 鯉魚微衛(wèi)星分布于外顯子的基因KEGG富集Table 5 The KEGG enrichment of exon microsatellites in Cyprinus carpio

2.5 鯉魚全基因組微衛(wèi)星總體特征分析

本研究以鯉魚全基因組為基礎(chǔ),利用生物信息學(xué)方法對(duì)全基因組中的完整型微衛(wèi)星進(jìn)行了搜索、統(tǒng)計(jì)并分析. 在1.7Gb全基因組中共搜索出837 004個(gè)完整型微衛(wèi)星,占鯉魚全基因組大小的0.91%,其比例低于已公布的人Homosapiens(3%)[18]、小鼠Musmusculus(2.85%)[26]和大鼠Rattusnorvegicus(1.41%)[27],但與紅鰭東方鲀Takifugurubripes(0.73%)、雙斑東方鲀Takifugubimaculatus(0.84%)、菊黃東方鲀Takifuguflavidus(0.84%)[28]及紅原雞Gallusgallus(0.49%)[29]相比所占比例較高. 可見在鯉魚全基因組中微衛(wèi)星的含量較為豐富. 究其物種間含量差異原因,可能是由于不同物種間基因組大小和基因組內(nèi)堿基組成及排列方式的差異導(dǎo)致的.

在鯉魚6種完整型微衛(wèi)星中,單堿基微衛(wèi)星分布數(shù)目最多,占完整型微衛(wèi)星的59.19%,總長度也最大,在基因組中占比41.43%. 這一現(xiàn)象與已報(bào)道的大熊貓Ailuropodamelanoleuca、北極熊Ursusmaritimus[30]、食蟹猴Macacafascicularis[31]等哺乳動(dòng)物和紅鰭東方鲀、雙斑東方鲀、菊黃東方鲀、黑青斑河鲀Tetraodonnigroviridis[28]等水生動(dòng)物的優(yōu)勢(shì)堿基類型相同.而在中國對(duì)蝦Fenneropenaeuschinensis[32]、三疣梭子蟹Portunustrituberculatus[33]和中華鳑鲏Rhodeussinensis[34]等水生動(dòng)物中均為二堿基占優(yōu)勢(shì). 由此可知,不同物種的優(yōu)勢(shì)微衛(wèi)星類型也各不相同. 因而,不同物種的微衛(wèi)星序列既存在基因組間的進(jìn)化現(xiàn)象,也可能存在著一定的保守現(xiàn)象.

2.6 鯉魚6種微衛(wèi)星中多種類別特征分析

在鯉魚全基因組1～6種微衛(wèi)星類型中,均表現(xiàn)出明顯的A、T堿基優(yōu)勢(shì). 在單堿基類別中,A類別(A/T)微衛(wèi)星數(shù)目占比96.57%,跟C類別(3.43%)相比具有明顯的優(yōu)勢(shì). 這種現(xiàn)象同樣存在于人、果蠅Drosophilamelanogaster[35]、食蟹猴[31]、大熊貓和北極熊[30]等絕大部分物種中.

在二堿基類別中,AC類別占有較大的比例,其次是AT和AG. 而在黃顙魚[36]、金錢魚[21]、斑鱧[23]和 4種河鲀[28]等水生動(dòng)物中二堿基前三類別排序均為AC、AG和AT. 盡管AG和AT在不同物種二堿基中排序不同,但均有AC類別占比較大,AG、AT類別占比相差較小的特征.

AAT、AAC和AAG分別為三堿基中的前三類別,這表明AAN(N代表除A以外的任何堿基)類別在三堿基中具有絕對(duì)的堿基優(yōu)勢(shì). 該現(xiàn)象與人[18]等三堿基分布相一致. 研究表明,在6種完整型微衛(wèi)星中,三堿基微衛(wèi)星不同于其他堿基類型,其與生物體的遺傳疾病具有一定的相關(guān)性[37]. 而Toth[35]報(bào)道在外顯子中,三核苷酸重復(fù)在6種堿基類型中總是最豐富的. 因此猜測(cè),伴隨著微衛(wèi)星核心序列拷貝數(shù)的隨機(jī)波動(dòng),有可能會(huì)改變鯉魚功能基因的結(jié)構(gòu),從而影響其相關(guān)性狀的表達(dá),引起鯉魚部分遺傳疾病的發(fā)生. 因此對(duì)鯉魚三堿基微衛(wèi)星進(jìn)行定位和研究分析,將有利于對(duì)其相關(guān)遺傳疾病做出早期的預(yù)防與判斷.

在四堿基、五堿基和六堿基類別中,AAAN、AAAAN和AAAAAN(N代表除A以外的任何堿基)的數(shù)量較為豐富,這與靈長類和嚙齒類等物種中微衛(wèi)星的研究相一致[35]. AACCCT類別在六堿基中數(shù)目最多,在黃顙魚[36]、紅鰭東方鲀等4種河鲀[28]中同樣很豐富,但在其他物種中分布較少. 推測(cè)該類別可能在水生生物遺傳進(jìn)化及環(huán)境適應(yīng)方面發(fā)揮一定的作用.

2.7 鯉魚6種微衛(wèi)星核心拷貝數(shù)分布特征分析

鯉魚全基因組微衛(wèi)星分析表明,6種完整型微衛(wèi)星均隨著核心序列拷貝數(shù)的增加其微衛(wèi)星的數(shù)目逐漸遞減. 這種現(xiàn)象與人[18]、虎皮鸚鵡Melopsittacusundulatus[38]、蝦夷扇貝Patinopectenyessoensis[39]、金錢魚[21]以及4種埃博拉病毒[2]等絕大部分物種全基因組中微衛(wèi)星的拷貝變化規(guī)律相一致. 有關(guān)研究表明,當(dāng)6種微衛(wèi)星核心序列拷貝數(shù)達(dá)到產(chǎn)生滑動(dòng)突變的最低閾值時(shí),DNA復(fù)制就會(huì)出現(xiàn)滑動(dòng)突變[40]. 此外,對(duì)于各類別微衛(wèi)星出現(xiàn)頻率隨核心序列拷貝數(shù)變化的規(guī)律性,Wierdl等[41]認(rèn)為與微衛(wèi)星的穩(wěn)定性和突變率有關(guān). 即隨著微衛(wèi)星長度的增加,其穩(wěn)定性會(huì)越低,同時(shí)突變率會(huì)越高,這使得越長的微衛(wèi)星序列其數(shù)目越少.

2.8 鯉魚微衛(wèi)星相關(guān)基因GO注釋、富集和KEGG富集分析

微衛(wèi)星在基因中的分布對(duì)于基因功能的表達(dá)非常重要. 在生物體內(nèi),不同基因相互協(xié)調(diào)行使其生物學(xué)功能,通過GO注釋、富集能夠分析目的基因集在基因功能上的集中體現(xiàn),而KEGG通路顯著性富集能夠確定目標(biāo)基因集參與的最主要生化代謝途徑和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑. 本研究通過對(duì)外顯子上包含微衛(wèi)星的基因進(jìn)行GO功能注釋、富集和KEGG富集分析,來進(jìn)一步探究微衛(wèi)星在基因功能方面發(fā)揮的作用. GO注釋分析表明,注釋到細(xì)胞組分中的相關(guān)基因主要定位于膜、膜組分和細(xì)胞組分等;分子功能主要集中在結(jié)合活性、催化活性和信號(hào)傳感器活性等方面;參與的生物學(xué)過程主要與細(xì)胞過程、單組織過程和代謝過程等相關(guān). GO富集前十條目均與代謝調(diào)節(jié)、生物合成調(diào)控以及基因表達(dá)調(diào)控三個(gè)功能方面顯著相關(guān),其中以代謝過程調(diào)節(jié)、大分子代謝過程調(diào)控和細(xì)胞生物合成過程調(diào)控富集最為顯著. KEGG共富集到280條通路中,其中環(huán)境信息處理類別中的鞘脂信號(hào)通路在所有通路中富集最為顯著,這表明微衛(wèi)星富集的較多基因與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)緊密相關(guān). 綜合KEGG 5個(gè)分支的通路富集情況可知,富集的目的基因主要參與了信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路、代謝通路以及生長相關(guān)通路等通路的調(diào)節(jié)過程.

基于GO注釋、富集和KEGG富集分析結(jié)果推測(cè),定位在基因編碼區(qū)域的微衛(wèi)星功能可能集中表現(xiàn)在參與細(xì)胞間信息交流、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞新陳代謝以及生物合成調(diào)控幾個(gè)方面. 通過與黃顙魚[36]、綠尾虹雉[42]2個(gè)物種基因組中分布在外顯子上的微衛(wèi)星GO注釋、KEGG富集比較發(fā)現(xiàn),3個(gè)物種中GO注釋的基因均與膜組分、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、結(jié)合活性以及代謝過程功能緊密相關(guān),KEGG富集的通路也都集中在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路和代謝通路方面. 因此猜測(cè)不同物種中定位在基因編碼區(qū)域上的微衛(wèi)星可能在參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞代謝等過程方面發(fā)揮一定的功能.

3 結(jié)論

盡管關(guān)于鯉魚微衛(wèi)星開發(fā)及應(yīng)用的報(bào)道已有很多,但可有效利用的微衛(wèi)星標(biāo)記仍相對(duì)較少,目前還不能夠滿足鯉魚以及鯉科魚類遺傳育種相關(guān)的大量研究. 本研究利用生物信息學(xué)軟件,在鯉魚全基因組內(nèi)對(duì)微衛(wèi)星進(jìn)行搜索分析,并對(duì)處于基因編碼區(qū)域的微衛(wèi)星進(jìn)行了功能探究,這為鯉魚后續(xù)的基因組分析、種群遺傳信息評(píng)估、品系親緣關(guān)系鑒定以及種群良種選育等提供了數(shù)據(jù)支持.