2025-04-07
Highlights
1.在水产领域中，病害频发、生长效率低、种质退化等问题长期制约产业发展。转录组测序与全基因组甲基化（WGBS）的联合应用为解决这些难题提供全新思路。
2.WGBS和转录组的强强联合已被应用到水产领域的各个方向，如抗病育种、生长调控、饲料优化、环境适应、性别分化等。
3.派森诺对转录组+WGBS联合分析有完善分析流程，合作案例多多。
转录组测序（transcriptome sequencing）的研究对象为组织细胞等在某一功能状态下所能转录出来的转录产物的集合，可从整体水平研究基因功能以及基因结构，发现不同生理或者病理状态下细胞、组织或个体内差异表达的基因。全基因组甲基化测序（Whole Genome Bisulfite Sequencing，WGBS），可将基因组DNA中未发生甲基化修饰的胞嘧啶C转化为尿嘧啶U，通过对处理后的DNA进行全基因组测序，并与参考基因组进行比对，从基因组水平实现单碱基分辨率的、高精确度甲基化水平分析。
病害频发、生长效率低、种质退化等问题长期制约水产产业发展。而转录组测序与WGBS的联合应用，正为解决这些难题提供全新思路，成为破解水产基因奥秘的“双核武器”！通过联合分析既能捕捉基因表达的动态变化，又能揭示表观遗传调控的奥秘，共同绘制出水生生物的 “生命蓝图”，WGBS和转录组的强强联合已被应用到水产领域的各个方向，如抗病育种、生长调控、饲料优化、环境适应、性别分化等。接下来跟小派一起来看看它是如何从基因表达和表观遗传双维度赋能水产研究吧！
一、抗病育种
传统抗病育种依赖表型筛选，周期长且效率低。借助转录组与WGBS测序，科研人员可快速定位抗病相关基因。例如，通过分析大菱鲆接种鲑气单胞菌灭活疫苗后的WGBS与转录组数据，筛选出两个免疫相关基因：C5a过敏毒素趋化受体1样(C5ar1-Like)基因和嗜酸粒细胞过氧化物酶样(EPX-Like)基因，并发现基因启动子区的DNA甲基化水平通过抑制转录因子结合以影响基因转录活性，从而导致基因表达水平变化，为抗病品系培育提供了分子靶标（doi：10.3389/fimmu.2023.1124322）。
二、生长调控
杂交育种是提高水产动物生长性能的重要手段，但杂种优势的分子机制长期不明。近期研究表明，DNA 甲基化在其中扮演关键角色。例如，棕点石斑鱼♀× 蓝身大斑石斑鱼♂的杂交后代表现出父本偏向的生长杂种优势，为解析杂种优势调控机制提供了理想模型，通过整合转录组与WGBS分析表明杂交种的基因组 DNA 甲基化水平低于纯种亲本，且上调的基因多为低甲基化基因，并挖掘到了fasn 、 pparg 、 dgat1 等关键基因。这一发现为解析杂种优势提供了新维度，也为优化杂交育种策略提供了理论支持（doi：10.3390/ijms25179740）。
三、环境适应
Multi- and Transgenerational Developmental Impairments Are Induced by Decabromodiphenyl Ethane (DBDPE) in Zebrafish Larvae
转录组+WGBS助力DBDPE诱导斑马鱼发育障碍机制研究
期刊：Environmental Science & Technology
研究背景
新型溴化阻燃剂十溴二苯乙烷(DBDPE)已成为一种普遍存在的新兴污染物。因此，了解其长期毒性作用和潜在机制对进一步的健康风险评估至关重要。在本研究中，研究了斑马鱼在环境相关浓度下的多代和跨代暴露。未暴露的F2幼虫畸形率显著升高，存活率显著下降，提示DBDPE具有跨代发育毒性。转录组和DNA全基因组甲基化揭示的变化谱证实了F2幼虫的易感性增加，并发现了糖脂代谢、线粒体能量代谢和神经发育的潜在破坏。ATP生成等生化指标的变化证实了能量代谢的紊乱，而神经递质含量和光-暗刺激行为的改变为斑马鱼的多代和跨代神经毒性提供了进一步的证据。
技术路线
结 果
研究结果证实，DBDPE生命周期暴露会导致后代多代和跨代发育障碍，并增加疾病易感性。此外，DBDPE暴露引发了三代表观遗传和基因表达谱的变化。生物信息学分析表明，与能量代谢和神经发育相关的过程明显中断。此外，我们通过机器学习获得了一系列转录和甲基化水平的候选基因，这些候选基因涵盖了主要受影响的途径，生化指标、神经递质水平和运动行为结果都证明了该观点。
分析结果图
四、性别分化
5 mC modiffcation of steroid hormone biosynthesis-related genes orchestrates feminization of channel catffsh induced by high-temperature
WGBS和RNA-seq揭示温度诱导的表观遗传调控对沟鲶性别分化的影响
期刊：Environmental Pollution
研究背景
沟鲶的性别分化具有高度可塑性，受环境因素如温度、pH值等影响，其中温度是最关键的因素。研究表明，表观遗传调控在性别分化过程中扮演重要角色，基因组甲基化是性别逆转的关键因素之一，水温变化导致的甲基化对性腺逆转有显著影响。为了解高温环境对性逆转机制的影响，本研究采用了全基因组重亚硫酸盐测序（WGBS）和RNA-seq来评估XY假雌性和野生型雌性沟鲶之间的甲基化水平和基因表达水平。这不仅有助于理解温度如何影响沟鲶的性别决定和分化机制，也为深入探讨硬骨鱼类的性别决定和分化机制提供了重要线索。
技术路线
结 果
本研究进行了全面的转录组和WGBS分析，通过KEGG通路和GO富集分析识别出野生型雌鱼和XY假雌鱼间的差异甲基化基因，特别强调了srd5a2基因内的多个差异甲基化位点。重复测试确认了XY假雌鱼中srd5a2有7个独特甲基化位点，其中一个（16608174）能区分XY假雌鱼与正常雌鱼。尽管转录组分析未显示这些基因在两种表型间表达存在差异，但发现srd5a2的甲基化可能抑制其表达，减少睾酮合成而促进17β-雌二醇生成，表明srd5a2在性别分化中起着关键作用。
分析结果图
