عنوان پایان‌نامه

مقایسه پروفایل بیان ژن های گناد فیل ماهی نر و ماده توسط نسل جدید توالی یابی



    دانشجو در تاریخ ۲۶ بهمن ۱۳۹۴ ، به راهنمایی ، پایان نامه با عنوان "مقایسه پروفایل بیان ژن های گناد فیل ماهی نر و ماده توسط نسل جدید توالی یابی" را دفاع نموده است.


    رشته تحصیلی
    مهندسی کشاورزی - علوم باغبانی گرایش فیزیولوژی و فناوری پس از برداشت محصولات باغبانی
    مقطع تحصیلی
    دکتری تخصصی PhD
    محل دفاع
    کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 6852;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 74269;کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 6852;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 74269
    تاریخ دفاع
    ۲۶ بهمن ۱۳۹۴
    دانشجو
    فربد امامی لنگرودی
    استاد راهنما
    حمید فرحمند, علیرضا میرواقفی
    چکیده
    لینک فایل چکیده
    چکیده ژن تعیین جنسیت در ماهیان خاویاری (Acipenseriformes) تاکنون کشف نشده و بنیان‌های مولکولی تعیین و تمایز جنسی و مسیرهای زیستی تولید مثل در این ماهیانِ ابتدایی هنوز به خوبی شناخته نشده است. ازآنجا که حفظ ذخایر این ماهی‌های با ارزش و همچنین آبزی‌پروری با رویکرد تولید خاویار در گرو شناخت ژن‌های دخیل در تعیین جنسیت و تولیدمثل است، در این رساله برای نخستین بار مجموعه ترانسکریپتوم‌های بیضه و تخمدان فیل‌ماهی توسط نسل جدید فناوری‌های توالی‌یابی بررسی و مقایسه شده است. بدین منظور گناد 28 قطعه فیل‌ماهی پرورشی (4 قطعه سه ساله، 12 قطعه دو ساله و 12 قطعه یکساله) برداشت و جنسیت و شرایط رسیدگی آنها با مطالعات بافت‌شناسی مشخص شد. سپس نمونه‌های سه قطعه ماهی نر و سه قطعه ماهی ماده که در مراحل نخستین تمایز بودند (یک‌ساله) برای استخراج RNA و ساخت مخزن cDNA انتخاب و در مرحله‌ی بعد توالی‌یابی دو جهته توسط دستگاه Illumina HiSeq2000 صورت گرفت. پس از حذف خوانش‌های بی‌کیفیت حاصل از توالی‌یابی، در مجموع تعداد 201219564 عدد توالی خوانده شده برای نمونه‌های تخمدان و 208714082 عدد توالی خوانده شده برای نمونه‌های بیضه‌ی فیل‌ماهی به دست آمد. این خوانش‌ها توسط نرم‌افزار Trinity به صورت نوساخته سرهم‌سازی شده و تعداد 476939 ترانسکریپت (مجموعه ژن‌ها و آیزوفورم‌های آنها) به دست آمد. پس از سنجش کیفیت سرهم‌سازی، از Blast ترانسکریپت‌ها در داده پایگاه‌های NCBI nr و NCBI nt جهت مستندسازی توالی‌ها و تشخیص هستی‌شناسی ژنی استفاده شد و مسیرهای زیستی ترانسکریپت‌های برگزیده از پایگاه KEGG استخراج گردید. سپس ترانسکریپت‌های دارای اختلاف بیان معنی‌دار (FDR = 0.05) شناسایی شدند و 2015 ترانسکریپت‌ دارای اختلاف‌بیان بین نر و ماده گزارش گردید. نتایج پژوهش ما نشان داد که ژن‌های مهمی در مسیر زیستی تمایز و تولید مثل از جمله FOXL2 و ZP3 در تخمدان و AMH و SOX9 در بیضه با اختلاف بیان معنی‌داری در فیل‌ماهی بیان می‌شوند. همچنین برخی ژن‌های دیگر از جمله DMRT1 اختلاف بیان معنی‌داری در بین نمونه‌های نر و ماده نشان ندادند. در ادامه مجموعه‌ای مشتمل بر 119589 مایکروستلایت (SSR) نیز در توالی‌های ترانسکریپتومی تشخیص داده شد. مجموعه عظیم داده‌های ترانسکریپتومی حاصل می‌تواند در ترسیم شبکه‌های مولکولی- زیستی مرتبط با تمایز و تکامل گنا
    Abstract
    Abstract The master sex determination gene in sturgeons (Acipenceriformes) has not discovered yet and the molecular basis of sex determination and differentiation and biological pathways of reproduction of these evolutionary primitive fishes remain unknown. As knowing the genes responsible for sex determination and reproduction process has a key role in stock conservation and caviar-oriented aquaculture, in this project for the first time, the whole transcriptome (RNA-seq) of ovary and testis of beluga (Huso huso) were investigated and their gene expression profile were compared using next generation sequencing technology. Gonadectomy were applied on 28 beluga sturgeon (4 three years old, 12 two years old and 12 one year old) and their sex and gonadal stage were determined using histology. 3 testis and 3 ovary samples at the early differentiation stages (one year old fishes) were used for RNA extraction and cDNA synthesis and paired-end high-throughput sequencing were performed using Illumina HiSeq2000 instrument (no pooling procedure were done). After removing low-quality reads, 201219564 and 208714082 clean reads were gained from ovary and testis of beluga, respectively. Using Trinity software, these reads were de novo assembled and 476939 transcripts (sum of all genes isoforms) were created. After quality control of assembly, annotation and gene ontology were performed via blasting the transcripts against NCBI nr and nt database (e-value = 1e-5). Biological pathways of chosen transcriptomes were investigated using KEGG database. 2015 Differentially expressed transcripts (DET) were collected (FDR=0.05). RNA-seq has revealed many important reproduction genes as differentially expressed genes. For example FOXL2 and ZP3 were significantly up-regulated in the Huso huso ovary and the SOX9 and AMH were up-regulated in testis. DMRT1 did not show any significantly different expression between two sexes. In addition, 119589 microsatellite (SSR) were determined from our transcriptome. Our beluga transcriptomic database can be used for investigating molecular-biological networks related to differentiation and gonad development in Huso huso and other sturgeons. In addition we have sequenced many transcripts that have not any similarity in the blastable genomic databases that could be potentially keep in mind as novel genes. Keywords: Huso huso, gonad RNA-seq, sex determination, next generation sequencing