齐口裂腹鱼抗病毒和抗细菌免疫的脾脏转录组分析

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齐口裂腹鱼是我国著名的特种冷水经济鱼类,具有较高的经济价值和营养价值,主要分布于我国西南地区。随着水产养殖业的不断发展,齐口裂腹鱼的人工养殖技术逐渐普及,为水产养殖业创造了巨大的经济价值。然而,这种高密度的人工养殖会引发诸多疾病的爆发,造成经济损失。因此,深入了解齐口裂腹鱼抗病免疫的机制有利于制定合理的疾病预防措施,减少疾病的爆发,降低养殖风险。鉴此,我们利用Poly(I:C)和LPS分别模拟病毒和细菌的感染,结合转录组分析技术从基因表达层面上分析齐口裂腹鱼的抗病免疫机制。利用Poly(I:C)和LPS进行免疫刺激后,我们成功地构建了其脾脏组织的转录组文库,通过RNA-seq进行测序并利用Trinity软件进行从头拼接,获得三个转录组的数万个unigene,再利用不同数据库对它们进行功能注释分析,如NT、NR、GO、COG、KEGG等。随后,分两组[Poly(I:C)VSPBS和LPS VS PBS]进行基因的差异表达分析,将获得的差异表达基因(DEGs)进行GO和KEGG富集分析,并筛选出免疫相关的差异表达基因。在此基础上,筛选出Poly(I:C)组的部分关键基因进行qPCR验证。最后,根据RNA-seq数据和qPCR结果,初步地分析和预测齐口裂腹鱼抗病毒和抗细菌的免疫应答机制。经转录组测序和从头拼接,共获得了三个转录组文库的163,651个unigene,其中87.71%的unigene被成功地注释到至少一个数据库中。差异表达分析发现,Poly(I:C)组共有313个差异表达基因,包括268个显著性上调的基因和45个显著性下调的基因,其中参与免疫信号调节的基因有47个;LPS组共有586个差异表达基因,包括312个显著性上调的基因和274个显著性下调的基因,其中参与免疫信号调节的基因有70个。随后,我们筛选出了 Poly(I:C)组中的14个抗病毒免疫的关键基因进行qPCR验证,结果发现,qPCR结果与RNA-seq数据呈正相关性,这证明RNA-seq数据较为可靠。最后,我们推断齐口裂腹鱼抗病毒免疫应答机制可能是由MDA5和JAK信号通路所介导,并产生ISGs以抵御病毒的入侵;在抗细菌免疫方面,齐口裂腹鱼的免疫应答机制可能起始于TLR22和TLR25对LPS刺激信号的识别,通过MYD88或P13K-AKT信号通路增加NF-κB的表达,从而促使炎症因子的产生,并激发了强烈的炎症反应以应对细菌的入侵。上述结果表明,齐口裂腹鱼脾脏转录组的分析从基因表达层面上揭示了其抗病免疫应答机制,这不仅为齐口裂腹鱼的进一步研究提供了可靠的序列信息,同时也为疾病的预防和治疗提供了理论基础。
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