Comparative transcriptome analysis in livers of female and male marine medaka (Oryzias melastigma)
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摘要: 海水青鳉 (Oryzias melastigma) 作为雌雄异体的模式动物，在研究外来污染物毒性效应性别差异上具有优势。运用转录组学技术系统研究了雌、雄海水青鳉肝脏组织中的差异表达基因，结果显示雌、雄青鳉肝脏中共有1 351个显著差异表达基因，其中683个在雌鱼肝脏中高表达，668个在雄鱼肝脏中高表达。雌鱼肝脏中高表达的差异基因主要涉及生殖和性激素合成相关通路，如卵黄蛋白原和雌激素受体。雄鱼肝脏中高表达的差异基因主要涉及能量代谢、细胞骨架和肌肉收缩等相关生物过程，如丙酮酸激酶、肌酸激酶、肌球蛋白和肌钙蛋白等。实时荧光定量PCR验证结果显示，除DNA错配修复蛋白基因以外，其他17个基因差异表达倍数与RNA-seq对应基因差异表达趋势基本一致，表明转录组分析数据基本可靠。研究表明，雌、雄海水青鳉肝脏中基因表达具有差异调控模式，研究获得的差异基因和调控通路将为海水青鳉对外来污染物性别差异响应分子机制研究提供一定的理论基础。Abstract: As a gonochoristic model animal, marine medaka (Oryzias melastigma) is good for studying the sex-specific responses of organisms to xenobiotic pollutants. We used comparative transcriptomics technology to systematically investigate the differentially expressed genes (DEGs) between the liver tissues of female and male medaka. We identified 683 significantly up-regulated DEGs in the females, and 668 DEGs in the males. The high expressed DEGs in the females were involved in the reproductive and sex hormone synthesis pathways, such as vitellogenin and estrogen receptor. The top twenty DEGs in the males were involved in energy metabolism, cytoskeleton and muscle contraction, such as pyruvate kinase, creatine kinase, myosin and troponin. Except for the DNA mismatch repair protein, all the 17 DEGs had similar magnitude and expression trends by both qRT-PCR and RNA-seq analyses, which confirms the reliability of the RNA-seq data. The results demonstrate that the gene expression patterns are different in the livers of female and male medaka, and the DEGs provide a theoretical basis for promoting the molecular mechanism of sex-specific responses of medaka to xenobiotic pollutants.
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Keywords:
- Oryzias melastigma /
- Liver /
- Sex /
- Transcriptome /
- Differential expression genes
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为拓展海水养殖空间、应对近岸水质污染加剧问题及寻求更高的海域利用率，近年来我国大力支持依托桁架网箱发展深远海养殖并取得一定成效[1]。桁架网箱型式多样，有半潜式、全潜式、坐底式、自升式等。其中，自升式桁架网箱作为一种新型网箱，目前建成下水的仅有“湾区横洲号”和“联塑L001”两座，凭借养殖主箱体可沿桩腿下潜入水的结构特性，在极端海况条件下网箱可以有效减小波流载荷冲击，保护设施及养殖生物安全，为更好地适应深远海养殖极端环境、降低养殖风险、提升养殖收益提供了一种选择。
凭借着高性价比优势，高密度聚乙烯重力式 (HDPE) 深水网箱是目前发展深远海养殖的主要设施，相关技术较为成熟，关于其研究也开展得比较全面，涉及网箱及网衣水动力[2-5]、浮架结构强度[6-7]、锚泊技术[8-9]等。目前大型桁架网箱研究也主要集中在水动力分析、系泊分析、桁架主体结构安全等方面。水动力方面，不少学者采用物理模型实验的方式进行验证[10-11]，此类验证方法虽有较好的模拟效果，但实验周期较长，模拟实验所需材料循环利用率较低。随着海工分析软件的不断发展，也有利用计算机技术开展数值模拟研究的，例如崔勇等[12]分析比较了双层网底网箱与单层网底网箱的受力运动模型，为多层网底鲆鲽网箱设计优化提供了理论依据；张婧等[13]、Lei等[14]利用海洋工程软件OrcaFlex对深海网箱模型进行水动力分析；陈炫光等[15]分析了串联浮筒的大小、位置对船型网箱水动力特性的影响。此类方法极大地促进了海工软件与深海网箱的结合，为深海网箱水动力评估提供了高效的参考方法。系泊方面，张新昊[16]、张松等[17]针对系泊方案进行了对比优选；黄小华等[18]比较分析了一种半潜式桁架结构渔场平台在3种系泊方式、3种压载状态和6种波况条件下的动力响应情况，该研究结果为今后我国半潜式渔场平台发展提供了一定的理论参考。此外，不少学者在新的领域不断尝试，开展网箱养殖与海上风电领域融合发展、平台系泊张力评估新方法等方面的探索研究[19-22]。而针对桁架主体结构安全方面，李贺[23]评估了某大型网架式深海网箱的结构安全性，对设计不合理之处提出了改进措施；孙树政等[24]在不考虑网衣的作用下，对单个网箱模块浮架结构屈服强度进行校核；此外，类似的研究还有柴佳瑜等[25]、李昊瑾[26]、汤建锋[27]对不同环境载荷作用下网箱的强度进行了校核分析。综上所述，大部分学者在对网箱整体结构强度进行探讨时针对网衣部分的处理均考虑未系缚或采用简化模拟的形式，极少学者将研究方向聚焦于桁架网箱结构响应评估时网衣及网衣不同参数对其影响的程度。
由于自升式桁架网箱是一种新型网箱，关于其研究还比较有限，庞国良等[28]针对一种8桩腿自升式桁架网箱，基于ANSYS/Mechanical通过求解不同工况下网箱各部件结构变形情况及应力分布评估网箱结构安全性，并验证了这种型式网箱对极端环境条件的适用性，同样的方法也被用于对一种单桩腿八边形可组合式单元升降网箱的安全性分析[29]，但网箱模型也仅考虑了网箱主体结构，忽略了网衣系统对网箱结构响应评估结果的影响。因此，本研究以自升式桁架网箱为研究对象，通过构建包含网衣系统的自升式桁架网箱模型，旨在探明网衣系统对桁架网箱结构响应的影响。
本研究基于SESAM软件开展相关仿真计算。首先建立了有无网衣的自升式桁架网箱数值模型，开展了不同工况下网箱结构响应仿真计算，从桩腿支反力及网箱桁架结构强度校核结果方面，对比分析了有无网衣对网箱结构响应的影响；然后基于附带网衣的网箱数值模型，进一步探讨了网衣不同群化比及不同数量系缚纲绳对桁架网箱结构响应评估的影响，研究可为大型桁架网箱结构响应评估提供技术参考。
1. 网箱计算模型
1.1 网箱结构参数
本研究对象为一种8桩腿自升式桁架网箱 (图1-a)，网箱总长为133 m，总宽为70 m，主体高为10.3 m，分为6个养殖区，养殖水体总计约9×104 m3。网箱包括网箱主体框架、桩腿以及网衣系统3个部分，其中网衣通过纲绳系缚于网箱主体框架相邻桁架管上来构造养殖水体空间，网箱每个养殖区网衣形状类似于椭圆柱体 (图1-b)，其中横轴长度为34 m，纵轴长度为24 m，高度为9.6 m，采用方形网目网衣作为网衣材料，网目目脚长度为60 mm，网线直径为3.5 mm，网箱主体可沿桩腿进行上下移动以满足不同工况需要，网箱桩腿及主体框架所使用的材料为Q345钢，网衣材料为尼龙，详细的网箱结构参数见表1。需要说明的是，本研究主要探讨网衣结构及部分网衣参数对网箱整体结构响应评估的影响，因此仅考虑了网箱主体框架上部处于水面以上的正常作业状态，吃水深度为9.3 m。
表 1 自升式桁架网箱尺寸及参数Table 1 Principal dimensions and material parameters of jack-up truss net cage参数 Parameter 数值 Value 网箱总长 Cage length/m 133 网箱总宽 Cage width/m 70 主体框架高度 Cage height/m 10.3 作业水深 Operation water depth/m 22 网箱吃水 Cage draught/m 9.3 桩腿高度 Leg height/m 26 网衣长度 Net length/m 34 网衣宽度 Net width/m 24 网衣高度 Net height/m 9.6 网衣网目尺寸 Mesh size of net/mm 60 1.2 网衣模拟方法
网衣在宏观尺度上是由数万计的细小网目组成，就本研究而言，网目目脚长度为60 mm，而网衣为长34 m×宽24 m×高9.6 m，如果对网衣采用考虑实际网目尺寸的精细建模方式，建模及计算成本将十分巨大。网目群化技术是将网衣中相邻多个实际网目合并成一个“大网目” (图2-a)，进而在仿真中极大地减少了计算成本。本研究根据一种改进的网目群化方法对自升式网箱网衣进行等效简化[30]，该方法重点考虑了网衣等效前后的水动力影响，根据Morison方程调整水动力系数，保持网衣等效前后所受水动力相同。为探讨网衣在不同群化比条件下对网箱结构响应的影响，本研究考虑了30×30 (即将30×30个网目等效为1个网目) 、40×40和50×50 3种网衣群化比。不同网衣群化比下的网衣群化后示意图见图2-b。
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图 2 网目群化示意图 (a) 及不同群化比网衣群化后的网衣模型 (b)Fig. 2 Diagram of mesh grouping (a) and net models with different mesh grouping ratios (b)1.3 网箱模型建立
考虑到本研究中的自升式桁架网箱主体部分均为桁架管结构，桩腿和网衣均为细长杆件，因此在SESAM/GeniE建模中，将模型全部模拟成梁单元。此外，由于该网箱在长度和宽度方向均为轴对称结构，因此建模中仅需构建四分之一网箱模型，然后通过镜像操作便可实现网箱全部模型的建立。
坐标系及网箱载荷方向见图3。其中，坐标原点位于网箱艉部中心处，x轴指向网箱艏部为正，y轴指向网箱左侧为正，z轴向上为正，将沿x轴正向定义为0° 环境载荷方向，沿y轴正向定义为90° 环境载荷方向。
由于本研究主要关注网箱主体结构响应，因此在建模中忽略了网箱桩靴和桩土的相互作用，在模型边界条件处理上，直接约束了8个桩腿底部节点所有方向自由度。网衣部分则是以网箱主体框架为基础，连接网衣至相邻桁架管上。最终建立的无网衣和有网衣的自升式桁架网箱数值模型见图4，随后通过上述模型研究网衣及不同网衣系缚方式对自升式桁架结构的影响，并以桩腿支反力和桁架利用系数 (Utilization factor, UF) 值的形式输出对比分析。
2. 计算理论与工况
2.1 环境载荷计算
网箱在实际作业中主要受到风、浪、流载荷作用。本研究的自升式网箱水线以上受风部件主要是8根桩腿，对网箱整体结构而言其受风载影响较小，因此分析中主要考虑波浪和海流两种载荷。另外，考虑到自升式网箱为轴对称结构 (图3)，波流载荷方向上只考虑0°、45°、90° 3个方向。
自升式桁架网箱主要构件均为细长桁架管，相对于波浪波长而言为典型的小尺度细长构件，因此网箱结构所受波浪力可以利用Morison 公式进行计算，对于细长圆杆结构，所受到波浪力为：
$$ F_{ {{\rm{wave}} }}{\text{=}}\frac{1}{2} C_{\mathrm{d}} \rho D_{\rm{u}}|U|{\text{+}}C_{\rm{m}} \rho \frac{\pi D^2}{4} \frac{\partial u}{\partial {t}} $$ (1) 式中：
$ {C}_{\mathrm{d}} $ 为拖曳力系数；$ {C}_{\mathrm{m}} $ 为惯性力系数；$ \rho $ 为海水密度 (kg·m−3)；D为桩柱直径 (m)；$ {U} $ 为桩柱轴线处水质点的水平方向速度 (m·s−1)；本研究取拖曳力系数$ {C}_{\mathrm{d}}{\text{=}}0.7 $ 和惯性力系数$ {C}_{\mathrm{m}}{\text{=}}1.2 $ 。对于海流载荷，根据稳定流动条件下的杆件阻力数学表达，可以得出桁架杆结构所受到海流力为：
$$ F_{\mathrm{c}}{\text{=}}\frac{1}{2} \rho C_{\rm{d}} A V_{\rm{c}}^2 $$ (2) 式中：
$ \rho $ 为海水密度 (kg·m−3)；$ {C}_{\mathrm{d}} $ 为阻力系数，$ A $ 为迎流面积 (m2)；$ {V}_{\mathrm{c}} $ 为海流流速 (m·s−1)。2.2 计算工况确定
波浪载荷方面，本研究考虑使用自升式网箱正常作业条件下的极端波浪载荷[21]来探讨网衣及不同网衣参数对自升式桁架网箱结构响应的影响，此时波高为6 m，波浪周期为10.8 s，波浪方向考虑0°、45°、90° 3个方向。海流载荷方面，以0.25 m·s−1为间隔，从0~1.5 m·s−1不等的流速条件，海流方向与波浪同向。波浪相位角选取对网箱结构安全校核十分重要，由于本研究重点探究网衣对网箱结构响应计算结果的影响，因此波浪相位角方面，直接采用庞国良等[28]中的结果，具体计算工况见表2。
表 2 网箱结构响应计算工况Table 2 Loading conditions of structural response of cage工况
Loading condition载荷方向
Loading direction/(°)流速
Current velocity/(m·s−1)相位角
Phase angle/(°)工况
Loading condition载荷方向
Loading direction/(°)流速
Current velocity/(m·s−1)相位角
Phase angle/(°)LC1 0 0 75 LC12 45 1.00 90 LC2 0 0.25 75 LC13 45 1.25 90 LC3 0 0.50 75 LC14 45 1.50 90 LC4 0 0.75 75 LC15 90 0 102 LC5 0 1.00 75 LC16 90 0.25 102 LC6 0 1.25 75 LC17 90 0.50 102 LC7 0 1.50 75 LC18 90 0.75 102 LC8 45 0 90 LC19 90 1.00 102 LC9 45 0.25 90 LC20 90 1.25 102 LC10 45 0.50 90 LC21 90 1.50 102 LC11 45 0.75 90 3. 网箱结构响应计算与分析
3.1 有无网衣对网箱结构响应评估的影响
根据表2所列计算工况，开展自升式桁架网箱有无网衣状态下的结构响应计算。对于自升式网箱来说，在外部载荷作用下桩腿是支撑网箱的最关键部件，因此以桩腿支反力作为网箱结构响应评估结果的一个指标。此外，网箱主体桁架管的强度校核作为评估网箱结构安全的关键，其作为网箱结构响应评估结果的另一个指标。在SESAM/GeniE中，梁单元的校核结果可以直接以UF值的形式自动输出，本研究中网箱桁架管被模拟为梁单元，选择通过UF值来反映桁架管的强度校核结果。
0°、45° 和90° 波流方向条件，网箱有无网衣状态下各个桩腿支反力计算结果见图5—图7。由于网箱结构对称性，0° 波浪方向下，桩腿2&6、1&5、3&7、4&8的支反力基本相同，90° 波浪方向下，桩腿1&4、2&3、5&8、6&7的支反力基本相同。从图中可以看出，除个别工况条件可能受到波浪相位选择的影响，不同波流方向下有网衣网箱的桩腿支反力基本均大于无网衣网箱的，并且随着流速的增加网箱在有无网衣状态下的桩腿支反力差值增大。
表3为不同工况条件网箱有无网衣状态下的主体桁架结构最大UF值。可以看出，考虑网衣后，网箱主体桁架UF值明显增大，比如在工况LC7中，两者相差近26%，并且随着流速的增加UF值不断增大。
表 3 有无网衣的利用系数值Table 3 Utilization factor value with net and without net工况
Loading condition有网衣
With net无网衣
Without net工况
Loading condition有网衣
With net无网衣
Without net工况
Loading condition有网衣
With net无网衣
Without netLC1 0.66 0.59 LC8 0.74 0.67 LC15 0.30 0.26 LC2 0.67 0.59 LC9 0.76 0.67 LC16 0.30 0.28 LC3 0.69 0.60 LC10 0.77 0.68 LC17 0.31 0.30 LC4 0.71 0.61 LC11 0.79 0.69 LC18 0.35 0.30 LC5 0.74 0.61 LC12 0.80 0.70 LC19 0.36 0.31 LC6 0.77 0.62 LC13 0.82 0.71 LC20 0.45 0.35 LC7 0.81 0.64 LC14 0.84 0.72 LC21 0.50 0.43 从网箱桩腿支反力和桁架结构强度的校核结果可以看出，网衣对网箱主体结构的响应评估有较大影响，尤其是在高流速条件下，网衣的存在会大幅增加网箱桩腿受力和桁架UF值，说明在进行桁架网箱结构响应评估时不可忽略网衣的作用。
3.2 不同网衣参数对网箱结构响应评估的影响
3.2.1 不同群化比
在自升式桁架网箱结构响应仿真评估中，上文论证了网衣部件作用不可忽略，但在实际建模过程中，由于网目尺寸较小，网衣建模均需要进行群化处理。为了评估不同网衣群化比对网箱结构响应评估的影响，根据2.2所述，在不改变网线直径的情况下，分别建立了30×30、40×40和50×50网衣群化比下自升式网箱模型。计算工况方面，根据3.1的结果，在0°、45° 和90° 方向分别选取工况LC5、LC12和LC19进行计算，同样通过桩腿支反力和桁架结构强度校核结果开展相关评估。
从图8中可以看出，在不同工况、不同网衣群化比条件下，桩腿支反力相差不大，最大差值出现在45° 波浪方向工况LC12，桩腿3支反力在网衣群化比为50×50时为1 990 566.486 N，网衣群化比为30×30时为1 836 066 N，两者相差8.4%。从表4中可以看出，在不同工况、不同网衣群化比条件下，网箱桁架UF值相差也不大，最大差值出现在工况LC5，50×50和40×40群化比间，相差0.07，可见不同群化比的网衣对自升式深海网箱整体结构强度计算的影响不大。此外，在数值仿真中，若重点关注的是桁架结构响应情况，且为获得更高的仿真计算效率，可以选择较大的网目群化比对网箱网衣部分进行群化处理。
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图 8 不同群化比下不同波浪方向桩腿支反力Fig. 8 Leg reaction force in different wave directions with different mesh grouping ratios表 4 不同群化比下的的利用系数值Table 4 Utilization factor values with different mesh grouping ratios群化比
Grouping ratioLC5 LC12 LC19 30×30 0.75 0.77 0.30 40×40 0.74 0.80 0.36 50×50 0.81 0.83 0.35 3.2.2 网衣系缚方式
作为网衣与网箱主体框架的连接部分，网衣在布设时不同数量的系缚纲绳可能会对网箱整体结构响应有影响，通过设置8、16、24和32根系缚纲绳，同样在0°、45° 和90° 方向分别选取工况LC5、LC12和LC19开展相关计算，系缚纲绳及系缚点位置如图9所示。
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图 9 系缚纲绳及系缚点位置注：空心圆代表上系缚点的编号，实心圆代表下系缚点的编号。Fig. 9 Position of tying rope and tying pointNote: The hollow circles represent upper tie points No. and the solid circles represents lower tie points No..不同波浪方向下不同数量系缚纲绳的网箱对应的桩腿支反力如图10所示。可以看出，在45°波浪方向下，8根与32根系缚纲绳网箱的5号桩腿支反力差值最大 (9.8%)，其余桩腿支反力的变化不大。对比表5中不同系缚纲绳数量下的UF值，不难看出最大差值出现在LC12的8根系缚纲绳的网箱与24、32根系缚纲绳的网箱上，但仅相差0.05，因此，网衣系缚纲绳数量对桩腿支反力和网箱桁架结构强度校核结果影响不大。
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图 10 不同波浪方向下不同系缚纲绳数量的框架所对应的桩腿支反力Fig. 10 Leg reaction force with different number of tying ropes in different wave directions表 5 不同系缚绳数量下的利用系数值Table 5 Utilization factor values with different number of tying ropes系缚纲绳数量 Number of tying rope LC5 LC12 LC19 8 0.75 0.77 0.32 16 0.74 0.80 0.36 24 0.75 0.82 0.34 32 0.75 0.82 0.33 图11为不同数量系缚纲绳下网箱系缚纲绳在3个波浪方向下的平均张力，可以看出3个波浪方向下，随着系缚纲绳的增加，系缚的平均张力明显减少。因此，为保证网衣系缚安全，在网衣制作中增加系缚纲绳是易于操作的有效手段。
4. 结论
本研究针对自升式桁架网箱，着重探究了网衣对网箱结构响应评估的影响，通过构建网箱仿真计算模型，分析了在有无网衣及不同网衣参数条件下的网箱主体结构响应。结果表明：1) 网衣对网箱主体结构强度存在较大影响，尤其在高流速条件下，网衣的存在会大幅增加网箱桩腿及主体结构的受力，证明在校核网箱结构强度时不可忽略网衣的作用；2) 通过对比30×30、40×40、50×50这3组不同网目群化比下的桩腿支反力和UF值，发现不同群化比下的网衣对自升式桁架网箱整体结构强度和网箱桩腿受力的影响变化不大，在数值仿真中可以考虑使用较大的群化比来提升计算效率；3) 通过对8、16、24和32根系缚纲绳下的网箱桩腿支反力、网箱主体UF值以及系缚纲绳的平均张力对比分析，可以看出网衣系缚纲绳数量对网箱整体结构强度评估和网箱桩腿受力基本无影响，但增加系缚绳可以有效减少系缚点受力。由于本研究是基于SESAM/Genie梁单元模拟网衣网线，未考虑网衣柔性变形特性以及网衣系缚后的缩结效应等，后续将进一步考虑实际情况，深化相关研究。
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图 1 雌、雄海水青鳉肝脏基因差异表达分析火山图
Figure 1. Volcano plot of deferential expressed genes in livers of female and male O. melastigma
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图 2 qRT-PCR验证结果
Figure 2. Comparison of relative expression levels between RNA-Seq and qRT-PCR results
表 1 靶基因qRT-PCR引物序列
Table 1 Primer sequences of tested genes used in qRT-PCR
Gene 编号
Gene ID注释结果
Gene description引物序列 (5'—3')
Primer sequence (5'–3')ENSOMEG00000014272 丙酮酸激酶 pyruvate kinase GATGCAGGTTCTTCCGTTAT
GTTTCAGCGTGGTATTCGTGENSOMEG00000023209 肌酸激酶 creatine kinase M-type TACAAGCCCACCGACAAGCA
GCCAGAGCCTCAATGGACAGENSOMEG00000008770 ATP依赖6-磷酸果糖激酶 ATP-dependent 6-phosphofructokinase, muscle type TCCTCCAGGGACATCAGA
CCAGGAAAGCCTCAAAGCENSOMEG00000013229 异柠檬酸脱氢酶 isocitrate dehydrogenase [NADP], mitochondrial ACATTCCTCGGCTTGTTC
ACATTCCTCGGCTTGTTCENSOMEG00000016412 葡萄糖激酶 glucokinase GCGATTTCTTGGCTTTGG
GGAGTACATTTGGTTCGTENSOMEG00000013940 肌球蛋白重链 myosin heavy chain AAGGCTAACAGTGAGGTGG
CTCCACATCAATCATAAGGTCENSOMEG00000022055 肌钙蛋白C troponin C ACTCACCCAAACGGACCCAG
GCCCAGCATCCTCATCACCTENSOMEG00000017631 卵黄蛋白原1 vitellogenin-1 ACCCTCTACTCTGTCAACGA
TATCTTCTGGCACTCCTCACENSOMEG00000017938 卵黄蛋白原2 vitellogenin-2 TGAAAGATGTACCGAGTGCG
TCAATGGGTGTTTGGAGGAGENSOMEG00000015512 3-β-羟基类固醇异构酶 3-beta-hydroxysteroid-Delta (8), Delta (7)-isomerase TGGAGTTCCGTGTTTGAGTT
GGTCATTAGCCACATAGTTAGGENSOMEG00000010141 17-β-羟基类固醇脱氢酶 17-beta-hydroxysteroid dehydrogenase 7 GTGCTGCCAAAGAAATCAAA
ACATAGAAGAGGCTCCAACTENSOMEG00000009991 雌激素受体 estrogen receptor ATCAGCCCAGCCTCCTCA
GGGTCCGTTCGTCTCCATENSOMEG00000011913 脂肪酸脱羧酶2 fatty acid desaturase 2 CGGCACTGCTGGCAACTT
GGCTGAACGGCTCCTAAAENSOMEG00000009600 细胞色素P450 cytochrome P4502K1 ACGAGCCAACGAGACAATAC
TAGCAGTCCACAAATCCCCTENSOMEG00000011275 DNA复制许可因子 DNA replication licensing factor MCM6 CCACGGAAACGACGAGGTA
TTTGGCGGTACTCGGGTCTENSOMEG00000001336 DNA错配修复蛋白 DNA mismatch repair protein GGCGTCGCATCATAGTAGCT
CCCTTCTTCCTCCTCCTCTTENSOMEG00000001928 DNA修复蛋白 DNA repair protein RAD51 homolog 1 CGAGTTTGGTGTTGCCGTAG
AGGTCAGATTTCCCAGCGTCENSOMEG00000014847 DNA聚合酶 DNA polymerase epsilon subunit 2 GTGCCCAGATACATTTACAACG
GTGACCATCCCGAGTACGATTA18S核糖体RNA 18S ribosomal RNA GACAAATCGCTCCACCAACT
CCTGCGGCTTAATTTGACCC
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表 2 海水青鳉肝脏转录组测序结果统计
Table 2 Statistics of liver transcriptome of O. melastigma
样品名称
Sample原始数据
Raw reads净序列
Clean reads错误率
Errorrate/%质量值大于30
Q30/%比对到基因组上的序列
Total mapped reads to genome/%CF1 46 032 406 42 172 460 0.02 94.30 91.89 CF2 46 965 052 43 062 498 0.03 93.76 91.71 CF3 45 711 652 41 474 580 0.03 93.90 91.92 CM1 44 214 558 41 630 522 0.03 93.70 90.06 CM2 47 037 770 44 496 970 0.03 93.99 86.77 CM3 47 890 610 44 474 994 0.03 94.00 87.79
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表 3 雌雄海水青鳉肝脏基因表达变化倍数最高的前20个基因
Table 3 Top twenty significantly up-regulated genes in livers of female and male O. melastigma
基因ID
Gene ID变化倍数
log2 fold change基因注释
Gene description雌鱼 Female ENSOMEG00000001115 10.20 溶质载体家族41成员 solute carrier family 41 member 1 ENSOMEG00000003787 10.05 WAP型 (乳清酸性蛋白质) 四二硫核心 WAP-type (Whey Acidic Protein) 'four-disulfide core' ENSOMEG00000009600 9.90 细胞色素 P450 cytochrome P450 2K1 novel.1314 9.90 卵黄蛋白原1 vitellogenin-1 ENSOMEG00000017631 9.80 卵黄蛋白原1 vitellogenin-1 ENSOMEG00000003805 9.69 WAP型 (乳清酸性蛋白质) 四二硫核心 WAP-type (Whey Acidic Protein) 'four-disulfide core' ENSOMEG00000014709 9.65 卵黄蛋白原1 vitellogenin-1 ENSOMEG00000017938 9.63 卵黄蛋白原2 vitellogenin-2 ENSOMEG00000016745 9.35 脑特异性血管生成抑制因子1 brain-specific angiogenesis inhibitor 1 ENSOMEG00000014656 9.31 卵黄蛋白原1 vitellogenin-1 ENSOMEG00000012102 9.20 蛋白赖氨酸6-氧化酶 protein-lysine 6-oxidase ENSOMEG00000016916 9.11 神经元正五肽受体 neuronal pentraxin receptor ENSOMEG00000013237 8.76 cornichon同源蛋白3 protein cornichon homolog 3 ENSOMEG00000017881 8.73 ras相关蛋白 ras-related protein Rab-39B ENSOMEG00000014740 8.73 卵黄蛋白原1 vitellogenin-1 ENSOMEG00000016835 8.67 细胞外丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶 extracellular serine/threonine protein kinase FAM20C ENSOMEG00000016456 8.17 卵黄蛋白原1 vitellogenin-1 ENSOMEG00000017903 7.67 ras相关蛋白 ras-related protein Rab-38 ENSOMEG00000008961 6.89 透明带精子结合蛋白4 zona pellucida sperm-binding protein 4 ENSOMEG00000009991 6.45 雌激素受体 estrogen receptor 雄鱼 Male ENSOMEG00000014272 13.42 丙酮酸激酶 pyruvate kinase PKM ENSOMEG00000015762 11.86 肌酸激酶 creatine kinase M-type ENSOMEG00000018541 11.74 热休克蛋白71 heat shock cognate 71 kDa protein ENSOMEG00000013940 11.72 肌球蛋白重链 myosin heavy chain, fast skeletal muscle ENSOMEG00000021803 11.30 肌球蛋白调节轻链2 myosin regulatory light chain 2, skeletal muscle isoform ENSOMEG00000021829 11.00 磷酸甘油酸突变酶2 phosphoglycerate mutase 2 ENSOMEG00000005322 10.74 肌球蛋白重链 myosin heavy chain, fast skeletal muscle ENSOMEG00000015087 10.60 肥大细胞蛋白酶8 mast cell protease 8 ENSOMEG00000000307 10.56 肌钙蛋白C troponin C, skeletal muscle ENSOMEG00000012484 10.55 蛋白酪氨酸磷酸酶 protein tyrosine phosphatase type IVA 3 ENSOMEG00000007501 10.50 ADP/ATP转位酶 ADP/ATP translocase 1 ENSOMEG00000023209 10.48 肌酸激酶 creatine kinase M-type ENSOMEG00000008770 10.47 ATP依赖6-磷酸果糖激酶 ATP-dependent 6-phosphofructokinase, muscle type ENSOMEG00000002691 10.25 辛肌动蛋白结合重复序列蛋白 Xin actin-binding repeat-containing protein 2 ENSOMEG00000006520 10.24 小清蛋白 parvalbumin beta ENSOMEG00000008672 10.21 LIM结构域结合蛋白 LIM domain-binding protein 3 ENSOMEG00000018391 10.15 肌球蛋白结合蛋白C myosin-binding protein C, fast-type ENSOMEG00000020650 9.98 ryanodine受体 ryanodine receptor 1 ENSOMEG00000001483 9.96 结蛋白 desmin ENSOMEG00000015807 9.96 AMP脱氨酶 AMP deaminase 1
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表 4 差异表达基因显著富集KEGG通路
Table 4 Significantly enriched KEGG pathways
KEGG 通路
KEGG pathway雌鱼
Female雄鱼
MaleP 通路 ID
Pathway IDDNA复制与修复过程 DNA replication and repair process DNA复制 DNA replication 20 0 1.91×10−11 ola03030 错配修复 Mismatch repair 11 0 5.03×10−6 ola03430 嘧啶代谢 Pyrimidine metabolism 12 3 3.31×10−3 ola00240 嘌呤代谢 Purine metabolism 10 13 2.52×10−2 ola00230 核苷酸切除修复 Nucleotide excision repair 9 0 3.18×10−2 ola03420 碱基切除修复 Base excision repair 7 1 4.95×10−2 ola03410 脂类代谢过程 Lipid metabolism process 甾体生物合成 Steroid biosynthesis 13 0 2.64×10−7 ola00100 PPAR信号通路 PPAR signaling pathway 8 8 6.39×10−3 ola03320 脂肪酸代谢 Fatty acid metabolism 12 2 1.70×10−2 ola01212 不饱和脂肪酸生物合成 Biosynthesis of unsaturated fatty acids 7 2 2.52×10−2 ola01040 脂肪酸生物合成 Fatty acid biosynthesis 6 0 3.78×10−2 ola00061 萜骨架生物合成 Terpenoid backbone biosynthesis 6 0 3.78×10−2 ola00900 氨基酸与蛋白生物合成 Amino acid and protein biosynthesis 真核生物核糖体生物发生 Ribosome biogenesis in eukaryotes 21 1 2.64×10−7 ola03008 内质网蛋白加工 Protein processing in endoplasmic reticulum 27 3 3.31×10−3 ola04141 精氨酸和脯氨酸代谢 Arginine and proline metabolism 4 8 1.22×10−2 ola00330 氨基酸生物合成 Biosynthesis of amino acids 9 7 1.30×10−2 ola01230 氨酰tRNA生物合成 Aminoacyl-tRNA biosynthesis 10 0 1.31×10−2 ola00970 蛋白质输出 Protein export 7 0 1.81×10−2 ola03060 其他 Others N-聚糖生物合成 N-Glycan biosynthesis 11 0 2.52×10−2 ola00510
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期刊类型引用(1)
1. 付志国，丁果林，段晶辉，姚云鹏，王琳. 渔业养殖平台网衣水动力载荷系数计算方法研究. 南方水产科学. 2025(03): 83-91 . 
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