基于同源比对和从头挖掘方法对大黄鱼miRNA的预测

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大黄鱼是中国养殖量最大的海洋经济鱼类,对其遗传基础的深入研究与认识具有重要的意义。miRNA自上世纪末被发现以来,因其能够调节一系列重要的生物学功能,引起了越来越多研究者的重视,目前已在很多物种,特别是模式物种上有对于miRNA相关的研究和报道,但对大黄鱼miRNA的报道还很少。研究大黄鱼中miRNA发挥的作用,可以加深对大黄鱼经济性状遗传基础的了解,并为遗传改良提供理论指导。本研究利用同源比对和从头预测的原理搭建miRNA挖掘流程,并对流程进行优化,使用优化后的流程在全基因组和全转录组水平对大黄鱼miRNA进行挖掘,并对挖掘到的miRNA进行靶基因预测与注释,同时研究了miRNA上的SNP(single nucleotide polymorphisms,单核苷酸多态性)对其靶基因的影响。主要结果和结论如下:  1.利用同源比对的方法,在大黄鱼基因组和全转录组序列中分别挖掘miRNA分别得到273个miRNA和54个miRNA,去除冗余后共获得287个miRNA;基于miRNA成簇出现的特性,利用从头预测的方法在大黄鱼基因组中挖掘得到131个新的miRNA分子;两者合计共得到418个miRNA,为大黄鱼miRNA特性与功能研究奠定了基础。  2.大黄鱼成熟miRNA分子长度从16nt~27nt不等,平均为21.74nt,其中以22nt最多,占比达33.3%。碱基组成分析发现第23个碱基位置上腺嘌呤的比例显著低于其余三种碱基的比例。利用miR-12、miR-22、miR-34和miR-203家族的前体构建的进化树发现miRNA家族前体在不同的物种之间同时显示出保守性和多样性。  3.对挖掘得到的418个miRNA分子,利用miranda和RNAhybrid进行靶基因的预测,分别得到16142和23510个靶基因,两者的交集为16053个。对预测的靶基因进行了GO和KEGG的注释分析,为后续的研究提供了参考资料。  4.通过对比大黄鱼基因组SNP,最后在19个miRNA的种子区域发现了22个SNP位点。比较基因组不同区域SNP出现的频率发现,相较于周边的区域,miRNA中SNP出现的频率最低。对这些具有SNP位点的miRNA进行靶基因的预测,发现其靶基因数目在SNP影响下显著增加。
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