海参乳突尺寸表达调控网络的全转录组与DNA甲基化组数据集解析

本研究通过RNA测序和全基因组甲基化测序技术，揭示了海参(Apostichopus japonicus)乳突尺寸差异的表观遗传调控机制。研究鉴定出3,188个ceRNA调控网络（含3,081个lncRNA/miRNA/mRNA和107个circRNA/miRNA/mRNA网络），发现大乳突相比小乳突存在3,307-3,776个高甲基化和3,125-3,016个低甲基化差异区域(DMRs)。该数据集为海参乳突形态的分子机制研究提供了重要资源，对基于表型标记的育种实践具有指导价值。

　　

背景与摘要

海参作为亚洲高价值水产养殖物种，其体表乳突的形态特征直接影响商品价值。本研究聚焦乳突尺寸差异的表观遗传调控机制，通过对白色品系海参大乳突(BS/BB组)和小乳突(SB组)进行多组学分析，构建了包含非编码RNA调控和DNA甲基化的综合调控网络。

方法与结果

样本采集自大连海洋大学农业部重点实验室培育的同一品系海参，通过RNA-seq和WGBS技术分别获得平均16.35G和28.92G的clean bases。质量检测显示RNA样本OD₂₆₀/OD₂₈₀值1.92-2.18，RIN值8.8-9.53。

转录组分析鉴定出显著差异表达的lncRNA、circRNA、miRNA和mRNA，其中circRNA片段集中在250-300bp，small RNA在18-40bp范围。甲基化测序显示DMRs主要分布在内含子、启动子或外显子区域，BS vs SB组启动子区高甲基化比例达18.23%。

调控网络构建

通过miRanda等工具预测出4类调控关系对：

1. lncRNA-miRNA对（如上调lncRNA与下调miRNA组合）

2. circRNA-miRNA对

3. lncRNA-mRNA对（含转录因子TF）

4. miRNA-mRNA对

特别鉴定出两类保守ceRNA网络：

• TI型：上调circRNA/lncRNA-下调miRNA-上调mRNA

• TII型：下调circRNA/lncRNA-上调miRNA-下调mRNA

关键基因甲基化模式

• SLC6A9基因体区在BS vs BB/SB组呈现高甲基化

• POL基因启动子区在BS vs BB组高甲基化，而BB vs SB组基因体区低甲基化

• CPN2基因在BS vs BB组基因体区低甲基化，但在BB vs SB组启动子区高甲基化

功能富集分析

GO和KEGG分析显示差异表达非编码RNA的靶基因显著富集于形态发生、细胞分化等通路。qRT-PCR验证选用CYTB和RNU6B作为内参，7个差异表达分子验证结果与测序数据一致（P<0.05）。

数据价值

该研究首次系统揭示海参乳突发育的表观遗传调控图谱，为水产动物形态建成的ceRNA机制研究提供范式，并为海参分子标记辅助育种提供候选靶点。数据集已保存于NCBI SRA（SRP555266）。