斑马鱼<i>TYRP</i>1<i>b</i>基因SNPs筛查及其与体色性状的关联分析

宋兴超; 王云艳; 王莎莎; 方月; 巴家文; 梅杰; 梁正其

doi:10.19303/j.issn.1008-0384.2024.04.003

斑马鱼TYRP1b基因SNPs筛查及其与体色性状的关联分析

doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2024.04.003

铜仁学院农林工程与规划学院/贵州省梵净山地区生物多样性保护与利用重点实验室，贵州　铜仁　554300

基金项目: 国家自然科学基金项目（32060274）；贵州省科技计划项目（黔科合基础-ZK〔2022〕一般559）；贵州省科技支撑项目（黔科合支撑〔2023〕一般081号）；贵州省高层次创新型“千”层次人才培养项目（2024-〔2022〕-048）；贵州省重点实验室项目（黔科合平台人才〔2020〕2003号）

详细信息

作者简介:
宋兴超（1982 —），男，博士，副教授，主要从事水产动物遗传育种研究，E-mail：songxingchao_888@126.com

通讯作者:
梁正其（1985 —），男，硕士，教授，主要从事水生动物繁殖与发育生物学研究，E-mail：940429393@qq.com

中图分类号: S917.4
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出版历程
- 收稿日期: 2023-12-26
- 修回日期: 2024-04-01
- 网络出版日期: 2024-06-26
- 刊出日期: 2024-04-28

SNPs and Correlation of TYRP1b with Color of Zebrafish

College of Agroforestry Engineering and Planning, Tongren University/Guizhou Provincial Key Laboratory for Biodiversity Conservation and Utilization in Fanjing Mountain Region, Tongren, Guizhou　554300, China

摘要

摘要: 目的探究酪氨酸酶相关蛋白1b（tyrosinase-related protein 1b, TYRP1b）基因变异与斑马鱼体色性状的相关性。方法以体色表型存在显著差异的红色、黄色和蓝色斑马鱼共计219个样本的肌肉组织DNA为模板，设计3对引物，采用PCR扩增、Sanger测序技术筛查TYRP1b基因单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms, SNPs），并将SNPs与斑马鱼体色性状进行关联分析。结果获得的斑马鱼TYRP1b基因外显子2、部分内含子3、外显子4、内含子4、外显子5、内含子5、外显子6和外显子7长度分别为134、212、168、135、180、113、150、171 bp。SNPs筛查显示，3种体色斑马鱼群体共筛查到18个SNPs，部分内含子3存在11个SNPs位点：g.2125G＞A、g.2150G＞A、g.2152G＞T、g.2161C＞A、g.2175A＞T、g.2180G＞T、g.2185A＞T、g.2192A＞C、g.2200A＞T、g.2201A＞C和g.2213T＞C；内含子4检测到4个SNPs位点：g.7C＞A、g.65A＞G、g.84T＞A和g.103C＞T；内含子5存在1个SNPs位点：g.61G＞T；外显子4、6分别存在1个SNPs位点：g.125G＞T和g.80T＞A，且均为同义突变；外显子2、5和7均未检测到SNPs。关联分析表明，TYRP1b基因内含子3中g.2152G＞T、g.2175A＞T、g.2180T＞G、g.2192A＞C、g.2200A＞T、g.2201A＞C位点、内含子4中g.65A＞G位点及外显子6中g.80T＞A位点的基因型均与斑马鱼体色性状极显著相关（P＜0.01）。结论斑马鱼TYRP1b基因内含子3、4及外显子6存在8个与体色表型存在关联的SNPs，可能影响斑马鱼体色性状或与之紧密连锁。
- 斑马鱼 /
- 酪氨酸酶相关蛋白1b基因 /
- 单核苷酸多态性 /
- 体色性状 /
- 关联分析
Abstract: Objective Correlation between the mutation sites of tyrosinase related protein 1b gene, TYRP1b, and body color traits of Danio rerio was investigated. Method DNA of muscles from zebrafish of three significantly different body color phenotypes were used as the templates. Single nucleotide polymorphisms (SNPs) of the genes were tested by PCR and Sanger direct sequencing to determine the relationship between the mutation sites of TYRP1b and traits of zebrafish body color. Result The exon 2, partial intron 3, exon 4, intron 4, exon 5, intron 5, exon 6, and exon 7 of TYRP1b were 134 bp, 212 bp, 168 bp, 135 bp, 180 bp, 113 bp, 150 bp, and 171bp in length, respectively. Eighteen SNPs were found in 219 zebrafish with body color of red, yellow, and blue. Of them, 11 (i.e., g.2125G＞A, g.2150G＞A, g.2152G＞T, g.2161C＞A, g.2175A＞T, g.2180G＞T, g.2185A＞T, g.2192A＞C, g.2200A＞T, g.2201A＞C, and g.2213T＞C) were located in partial intron 3, 5 (i.e., g.7C＞A, g.65A＞G, g.84T＞A, and g.103C＞T) in intron 4 and g.61G＞T in intron 5, and the synonymous mutation g.125G＞T in exon 4 and g.80T＞A in exon 6. No SNPs were detected in exons 2, 5, and 7. An association analysis showed that the genotypes of g.2152G＞T, g.2175A＞T, g.2180T＞G, g.2192A＞C, g.2200A＞T, and g.2201A＞C in intron 3, g.65A＞G in intron 4, and g.80T＞A in exon 6 of TYRP1b significantly correlated with zebrafish body color (P＜0.01). Conclusion It appeared that 8 SNPs in introns 3, 4, and exon 6 of TYRP1b in D. rerio were associated with body color phenotype of the fish.
- Danio rerio /
- TYRP1b /
- single nucleotide polymorphism /
- body color trait /
- correlation analysis

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图 1 斑马鱼TYRP1b基因3对引物PCR产物电泳图谱

M：DL2000 DNA Marker；A图中1~6：Tb-2引物PCR产物；B图中1~3：Tb-1引物PCR产物，4~6：Tb-3引物PCR产物。

Figure 1. Electrophoresis of products of TYRP1b in zebrafish from 3 pairs of primers

M: DL2000 DNA marker; A1-6: PCR product of Tb-2 primer; B1-3: PCR product of Tb-1 primer; B4-6: PCR product of Tb-3 primer.

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图 2 斑马鱼TYRP1b基因SNPs位点测序峰图

箭头所指表示碱基突变位点。

Figure 2. Sequencing profiles of SNPs in zebrafish TYRP1b

Arrows point at mutated bases.

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图 3 斑马鱼TYRP1b基因SNPs分布

括号中数字表示SNPs的数量；黑色和白色矩形分别代表外显子和内含子。

Figure 3. SNPs distribution of zebrafish TYRP1b

Number in brackets is quantity of SNPs. Black rectangles represent exons, and white introns.

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表 1 引物信息

Table 1. Information on primer

引物 Primers	序列（5′-3′） Sequence（5′-3′）	退火温度 Annealing temperature/ ℃	延伸时间 Extended time/s	产物长度 Product length/bp	扩增区域 Amplified region
Tb-1	F：CTGTTGTCTGGCCCGAAGAT	60.2	25	134	外显子2 Exon 2
Tb-1	R：AGGAATGTGCTGACGCTGAG	60.2	25	134	外显子2 Exon 2
Tb-2	F：CCCACAGCTCTAATGCAAACT	59.6	59	956	部分内含子3~外显子6 Partial intron 3–exon 6
Tb-2	R：GCAATCAGCCGTCACTCACTT	59.6	59	956	部分内含子3~外显子6 Partial intron 3–exon 6
Tb-3	F：GTAGCGTCACACCACTGACT	58.4	28	171	外显子7 Exon 7
Tb-3	R：ATCACGGTAACGGTGGTAGC	58.4	28	171	外显子7 Exon 7

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表 2 不同体色斑马鱼TYRP1b基因内含子3中11个SNPs的基因型与等位基因频率

Table 2. Genotypes and allele frequencies of 11 SNPs in intron 3 of TYRP1b of zebrafish with different body colors

突变位点 SNPs	基因型与等位基因 Genotype and allele	基因型与等位基因频率 Genotype and allele frequencies
突变位点 SNPs	基因型与等位基因 Genotype and allele	红色 RZ	黄色 YZ	蓝色 BZ
g.2125G＞A	GG	1.0000（70）	0.5625（36）	1.0000（85）
	GA	0（0）	0.3750（24）	0（0）
	AA	0（0）	0.0625（4）	0（0）
	G	1.0000	0.7500	1.0000
	A	0	0.2500	0
g.2150G＞A	GG	0.2000（14）	1.0000（64）	0.7647（65）
	GA	0.4000（28）	0（0）	0.2353（20）
	AA	0.4000（28）	0（0）	0（0）
	G	0.4000	1.0000	0.8823
	A	0.6000	0	0.1177
g.2152G＞T	GG	0.2000（14）	0.3125（20）	0.4706（40）
	GT	0.4000（28）	0.3750（24）	0.5294（45）
	TT	0.4000（28）	0.3125（20）	0（0）
	G	0.4000	0.5000	0.7353
	T	0.6000	0.5000	0.2647
g.2161C＞A	CC	1.0000（70）	0.3125（20）	0.7059（60）
	CA	0（0）	0.3750（24）	0.2941（25）
	AA	0（0）	0.3125（20）	0.0000（0）
	C	1.0000	0.5000	0.8530
	A	0	0.5000	0.1470
g.2175A＞T	AA	0.4000（28）	0.5000（32）	0.4706（40）
	AT	0.4000（28）	0.5000（32）	0.5294（45）
	TT	0.2000（14）	0（0）	0（0）
	A	0.6000	0.7500	0.7353
	T	0.4000	0.2500	0.2647
g.2180T＞G	TT	0.2000（14）	0.3125（20）	0.4706（40）
	TG	0.4000（28）	0.3750（24）	0.5294（45）
	GG	0.4000（28）	0.3125（20）	0（0）
	T	0.4000	0.5000	0.7353
	G	0.6000	0.5000	0.2647
g.2185A＞T	AA	1.0000（70）	0.3125（20）	0.7059（60）
	AT	0（0）	0.3750（24）	0.2941（25）
	TT	0（0）	0.3125（20）	0（0）
	A	1.0000	0.5000	0.8530
	T	0	0.5000	0.1470
g.2192A＞C	AA	0.2000（14）	0.3125（20）	0.4706（40）
	AC	0.4571（32）	0.3750（24）	0.5294（45）
	CC	0.3429（24）	0.3125（20）	0（0）
	A	0.4286	0.5000	0.7353
	C	0.5714	0.5000	0.2647
g.2200A＞T	AA	0.2000（14）	0.3125（20）	0.4706（40）
	AT	0.4571（32）	0.3750（24）	0.5294（45）
	TT	0.3429（24）	0.3125（20）	0（0）
	A	0.4286	0.5000	0.7353
	T	0.5714	0.5000	0.2647
g.2201A＞C	AA	0.2000（14）	0.5000（32）	0.4706（40）
	AC	0.4571（32）	0.5000（32）	0.5294（45）
	CC	0.3429（24）	0（0）	0（0）
	A	0.4286	0.7500	0.7353
	C	0.5714	0.2500	0.2647
g.2213T＞C	TT	0.2000（14）	1.0000（64）	0.7059（60）
	TC	0.4571（32）	0（0）	0.2941（25）
	CC	0.3429（24）	0（0）	0（0）
	T	0.4286	1.0000	0.8530
	C	0.5714	0	0.1470
括号内的数字为SNPs位点基因型数，下表同。 Data in brackets are number of genotypes. Same for below.

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表 3 不同体色斑马鱼TYRP1b基因内含子4、5和外显子4、6中7个SNPs的基因型与等位基因频率

Table 3. Genotypes and allele frequencies of 7 SNPs of TYRP1b in introns 4, 5 and exons 4, 6 in zebrafish of different body colors

分布区域 Distribution region	突变位点 SNPs	基因型与等位基因 Genotype and allele	基因型与等位基因频率 Genotype and allele frequencies
分布区域 Distribution region	突变位点 SNPs	基因型与等位基因 Genotype and allele	红色 RZ	黄色 YZ	蓝色 BZ
内含子4 Intron 4	g.7C＞A	CC	1.0000（70）	0.5625（36）	1.0000（85）
		CA	0（0）	0.3750（24）	0（0）
		AA	0（0）	0.0625（4）	0（0）
		C	1.0000	0.7500	1.0000
		A	0	0.2500	0
	g.65A＞G	AA	0.2000（14）	0.5625（36）	0.7059（60）
		AG	0.4571（32）	0.3750（24）	0.2941（25）
		GG	0.3429（24）	0.0625（4）	0（0）
		A	0.4286	0.7500	0.8530
		G	0.5714	0.2500	0.1470
	g.84T＞A	TT	1.0000（70）	0.3125（20）	0.7059（60）
		TA	0（0）	0.3750（24）	0.2941（25）
		AA	0（0）	0.3125（20）	0（0）
		T	1.0000	0.5000	0.8530
		A	0	0.5000	0.1470
	g.103C＞T	CC	0.2000（14）	0.7500（64）	0.7647（65）
		CT	0.4571（32）	0.0625（0）	0.2353（20）
		TT	0.3429（24）	0.1875（0）	0（0）
		C	0.4286	1.0000	0.8823
		T	0.5714	0	0.1177
内含子5 Intron 5	g.61G/T	GG	1.0000（70）	0.5625（36）	1.0000（85）
		GT	0（0）	0.3750（24）	0（0）
		TT	0（0）	0.0625（4）	0（0）
		G	1.0000	0.7500	1.0000
		T	0	0.2500	0
外显子4 Exon 4	g.125G＞T	GG	1.0000（70）	0.5625（36）	1.0000（85）
		GT	0（0）	0.3750（24）	0（0）
		TT	0（0）	0.0625（4）	0（0）
		G	1.0000	0.7500	1.0000
		T	0	0.2500	0
外显子6 Exon 6	g.80T＞A	TT	0.4571（32）	0.5000（32）	0（0）
		TA	0.3429（24）	0.5000（32）	0.5294（45）
		AA	0.2000（14）	0（0）	0.4706（40）
		T	0.6286	0.7500	0.2647
		A	0.3714	0.2500	0.7353

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表 4 TYRP1b基因SNPs位点的各基因型分布及其与体色表型的关联分析

Table 4. Distribution and association between TYRP1b SNPs genotypes and body color phenotypes

分布区域 Distribution region	位点 SNPs	基因型 Genotype	不同体色数量 Number of different body color			总计 Total	χ²	P值 P value
分布区域 Distribution region	位点 SNPs	基因型 Genotype	红色 RZ	黄色 YZ	蓝色 BZ	总计 Total	χ²	P值 P value
内含子3 Intron 3	g.2152G＞T	GG	14	20	40	74	42.4995	＜0.0001
		GT	28	24	45	97
		TT	28	20	0	48
	g.2175A＞T	AA	28	32	40	100	32.0120	＜0.0001
		AT	28	32	45	105
		TT	14	0	0	14
	g.2192A＞C	AA	14	20	40	74	38.4456	＜0.0001
		AC	32	24	45	101
		CC	24	20	0	44
	g.2201A＞C	AA	14	32	40	86	61.2982	＜0.0001
		AC	32	32	45	109
		CC	24	0	0	24
内含子4 Intron 4	g.65A＞G	AA	14	36	60	110	61.2907	＜0.0001
		AG	32	24	25	81
		GG	24	4	0	28
外显子6 Exon 6	g.80T＞A	TT	32	32	0	64	77.6947	＜0.0001
		TA	24	32	45	101
		AA	14	0	40	54

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