MC1R和ASIP在不同群体红罗非鱼中的差异表达研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

国内外研究概况：

人类和动物皮毛的颜色是由体内黑色素合成通路控制，在哺乳动物中mc1r 基因主要在毛囊和皮肤黑素细胞中表达, 与皮肤色素沉积密切相关，是黑色素合成通路的关键开关基因。甘海云等^[1]利用pcr-rflp 和dna 测序技术检测出中国荷斯坦黑白花牛,中国荷斯坦红白花牛, 鲁西黄牛和渤海黑牛共4个品种的mc1r 基因中有3种等位基因（ed、e＋、e），推测其中的ed和e 等位基因导致黑色素合成；聂庆华等^[2]发现mc1r基因在犬的后期进化过程中一度受到高强度的正向选择作用(ω=90.8177)，这一结果间接证实该基因对犬毛色的重要控制作用。与哺乳动物相似，mc1r基因与鱼类的色素沉积发挥着重要作用。杨竹青等^[3]发现，在草金鱼整个序列上检测到1个snp，该位点的突变导致mc1r基因的第28个氨基酸发生改变(丙氨酸＞ 苏氨酸)，突变使得mc1r 蛋白形成一个新的低复杂区，从而证明了mc1r基因在草金鱼体色形成中起着重要的调控作用。

刺鼠信号蛋白(agouti signaling protein，asip)参与调控毛色的基因之一，通过调节真黑色素和棕黑色素之间的转换来调控毛色调控。bultman等^[4]发现asip基因位于小鼠2号染色体，控制毛囊黑色素细胞产生棕黑色素。norris等^[5]确定了绵羊asip基因的190kb的串联重复编码区，研究表明asip基因在表达并表现为绵阳被毛为显性白色，而asip基因在黑色绵阳中则不表达。张建一等^[6]利用rt-pcr技术首次从牦牛中克隆到asip基因，并采用了dna 混合池测序和直接测序法对牦牛asip基因编码区多态性进行了研究，结果发现牦牛皮肤组织中的asip基因编码区中无多态性位点，所以推测asip基因通常在非编码区变异影响基因表达，进而影响毛色形成。reverter等^[7]在研究中发现，在金鱼中asip基因长度为397bp，由四个外显子基因编码125个氨基酸。利用northern印记分析方法发现asip基因在红色、黑色以及白化鱼的腹部皮肤组织中有所表达，但是在相同的鱼体内背部皮肤组织中却没有表达，证明asip基因在金鱼背部和腹部皮肤组织中颜色差异的起到了关键作用。

2. 研究的基本内容和问题

红罗非鱼(Oreochromis mossambicusO.niloticus)是由尼罗罗非鱼(O.niloticus)与体色变异的莫桑比克罗非鱼(O.mossambicus)杂交， 经多代选育而成的优良品种。其市场价格高，且适应性强，养殖分布广，在水产养殖中发挥举足轻重的作用，已成为我国农业增效、农民增收的重要途径之一。但是在养殖过程中，红罗非鱼体表皮肤会发生不同程度的体色变异，出现黑斑或者红斑，甚至变成全黑。本研究运用聚合酶链式反应、逆转录PCR、和实时荧光定量PCR等方法分析了MC1R和ASIP两个体色相关基因的表达模式，在分子水平上研究了红罗非鱼的体色多样性和了探索红罗非鱼体色变异原因。本试验旨在通过对红罗非鱼黑色素相关基因的研究，探讨红罗非鱼体色变异形成的分子机理，将为探讨体色相关基因的互作关系提供重要理论依据，同时对红罗非鱼的遗传育种具有重要的指导意义。

3. 研究的方法与方案

1、实验材料

本试验中的马来西亚红罗非是无锡淡水渔业研究中心2009年从马来西亚引进，并一直在宜兴实验基地驯养繁殖，中国台湾红罗非和以色列红罗非是2014年从福建引进，在当地已进行了多年的驯化养殖，仍具有较明显的区域品种特征。在试验过程中发现马来西亚红罗非鱼体色分化程度严重，将其按体色划分为3种，分别为红斑（红斑面积超过二分之一）、粉白（全身体表均为粉白色）、黑斑（黑斑面积超过四分之一）三种体色类型。实验材料选择身体健壮，健康状况良好的红罗非鱼。马来西亚品系三种体色类型各取3尾，台湾和以色列品系各取3尾，每尾鱼体重566.8814.51g，体长23.050.23cm。每尾鱼采集背部皮肤、腹部皮肤、肌肉、肠、心、脑共六种组织。样品用液氮速冻后，放于-80℃冰箱中保存待用。

2、实验方法

4. 研究创新点

首次对马来西亚红罗非、台湾红罗非和以色列红罗非从黑色素合成通路方面解释三个群体间的体色差异性，揭示了红罗非鱼皮肤三种颜色的遗传多样性与黑色素通路基因相关性，为分子育种具有重要的理论和实践意义。

5. 研究计划与进展

时间安排:

2015年35月：确定工作内容，查找相关文献对实验内容进行了解；

2015年610月：进行红罗非体色相关基因表达模式分析实验；