草鱼抗GCRV主效功能分子筛选及其遗传机制解析
批准号:
U20A2063
项目类别:
联合基金项目
资助金额:
263.0 万元
负责人:
肖调义
依托单位:
学科分类:
水产生物遗传育种学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
肖调义
中文摘要
草鱼是我国养殖产量最大的淡水鱼类,但草鱼呼肠孤病毒(GCRV)引起的出血病长期制约其健康发展。基于抗GCRV先天免疫特性开展草鱼抗病育种是解决这一难题的重要手段,本项目基于团队已有的草鱼和赤眼鳟全基因组数据,结合前期发现多个先天免疫通路和功能分子(C3、C1q4、C9补体凝血级联、TLR-IRF干扰素调控等)与GCRV抗性显著相关的研究基础,拟以赤眼鳟、草鱼与赤眼鳟杂交F1、母源免疫草鱼及不同水系原种草鱼为材料,通过多组学高通量测序进一步系统筛选鉴定抗GCRV免疫通路和分子;利用过表达、RNA干扰、基因编辑、免疫共沉淀、双分子荧光互补、磷酸化和泛素化检测等技术解析抗GCRV免疫分子的遗传特性及功能机制,发掘GCRV抗性功能明显和遗传关联性强的主效抗性分子;并在三大水系原种草鱼群体中开展抗病亲本筛选和家系选育,创制GCRV抗病抗逆草鱼新材料,奠定抗病草鱼分子设计育种的材料、理论和技术基础。
英文摘要
Grass carp (Ctenopharyngodon idellus) is the largest cultured freshwater fish in China, while the healthy development of grass carp industry is long-term restricted by grass carp hemorrhage disease caused by GCRV (grass carp reovirus) infection. The development of new breeding techniques based on innate immune molecules with high GCRV resistance is becoming urgent to solve the problem. Our previous study from C. idellus and barbel chub (Squaliobarbus curriculus) suggests complement and coagulation cascade related molecules (C3, C1q4 and C9) and TLR-IRF interferon signaling are promising GCRV resistance candidate pathways and molecules. In this proposed project, using different populations of wild C. idellus, S. curriculus, hybrid F1 progeny from C. idellus and S. curriculus, and maternal immunized C. idellus progeny as the research materials, we will conduct multi-omics high-throughput sequencing technology to comprehensively screen and verify GCRV resistance candidate pathways and molecules based on the sequenced genomes of C. idellus and S. curriculus. We will utilize over-expression, RNA interference, gene editing, co-immunoprecipitation, bimolecular fluorescence complementation, phosphorylation and ubiquitination detection tools to dissect the immune regulation and hereditary mechanism of GCRV key resistance molecules, which show strong disease resistance and genetic association in different strains of C. idellus. Lastly, we will perform molecular marker assisted breeding to test the breeding potential of GCRV key resistance molecules in the three major families of wild C. idellus in China. Our findings will develop new C. idellus sources with GCRV resistant, and lay a material, theoretical and technical foundation for the molecular design breeding of disease-resistant grass carp.
草鱼呼肠孤病毒(GCRV)感染引发的草鱼出血病长期严重制约我国草鱼养殖业健康发展,亟需系统解析草鱼抗性性状形成的遗传基础、创制高抗性草鱼新品种(系)。四年来,项目组紧紧围绕“筛查草鱼抗GCRV主效功能分子、解析其遗传机制”这一课题目标,运用前期积累的抗性差异材料开展比较基因组、转录组、单细胞转录组、miRNA组、蛋白组、代谢组、DNA甲基化修饰组等多组学联合分析,定位到细胞因子通路、补体-凝血级联通路与GCRV抗性密切相关,构建了以173个关键先天性免疫基因为核心的抗性调控分子网络,为理解草鱼GCRV抗性和遗传机制奠定分子基础;阐明了细胞因子通路TLR19、LGP2、IL-1β、CXCL13、IFN、ISG等、补体凝血级联通路C3、MBL、Bf、LZM等候选主效基因的抗性免疫功能机制与表达特性,为深入认知主效功能基因对草鱼GCRV抗性性状调控模式提供线索;挖掘与主效功能基因表达水平关联的遗传标记3个,并明确其与GCRV抗性性状之间的遗传相关性,为草鱼GCRV抗性选育提供了有价值的分子标记;建立了基于C3、BF、MBL、LZM、IFN、IL-10、CXCL13等关键先天性免疫分子表达水平的亲本选择技术,获得了不同抗性水平的F1子代及高抗性草鱼育种新材料“湘康1号”,养殖小试阶段选育子代的苗种成活率达80%以上。研究成果为深入研究草鱼抗GCRV遗传机制及抗病分子育种提供了理论、技术和材料支撑,获湖南省自然科学奖三等奖1项,授权国家发明专利3项,发表学术论文26篇,培养出站博士后1名、博硕士研究生16名。
草鱼BF/C2激活途径及其应对GCRV感染的作用机制
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批准号:32373123
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项目类别:面上项目
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资助金额:50万元
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批准年份:2023
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负责人:肖调义
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依托单位:
母源免疫草鱼TLR13和TLR20的功能特性研究
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批准号:31972787
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项目类别:面上项目
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资助金额:58.0万元
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批准年份:2019
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负责人:肖调义
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依托单位:
赤眼鳟TLRs家族对草鱼出血病毒(GCRV)的免疫应答机制研究
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批准号:31572615
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项目类别:面上项目
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资助金额:63.0万元
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批准年份:2015
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负责人:肖调义
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依托单位:
草鱼×赤眼鳟杂交子一代抗草鱼出血病分子机理研究
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批准号:31272652
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项目类别:面上项目
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资助金额:80.0万元
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批准年份:2012
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负责人:肖调义
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依托单位:
三角帆蚌丝氨酸蛋白酶(serine protease)基因的克隆、表达调控与功能研究
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批准号:31040083
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项目类别:专项基金项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2010
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负责人:肖调义
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依托单位:
国内基金
海外基金