《Database》：CyExpDB: a web-based multi-species tissue-specific gene expression platform for functional genomics in Cyprinidae fish
编辑推荐：
本期推荐研究人员针对鲤科鱼类转录组数据分散、缺乏跨物种比较平台的问题，系统整合1582个RNA-seq样本，开发了首个鲤科鱼类多物种组织特异性基因表达数据库CyExpDB。该平台涵盖5个重要物种的107种组织/细胞类型，提供基因表达可视化、tau指数组织特异性分析、GO/KEGG功能注释及跨物种OrthoFinder同源基因比对功能，为水产育种和进化研究提供关键数据支撑。
在全球水生生态系统面临气候变化、栖息地退化和过度捕捞等多重威胁的背景下，淡水养殖已成为保障粮食安全和促进可持续发展的重要策略。鲤科鱼类作为淡水环境中物种最丰富的家族，不仅具有极高的生态价值，更是全球内陆水产养殖的主力军，其产量占全球内陆水产养殖总量的50.6%。然而，尽管高质量基因组资源日益丰富，鲤科鱼类主要物种的全面转录组数据仍显不足，尤其是缺乏整合多物种、多组织的基因表达平台，严重制约了功能基因组学和分子育种研究的进展。
为解决这一瓶颈，印度农业研究委员会（ICAR）的科研团队在《Database》期刊上发表了题为“CyExpDB: a web-based multi-species tissue-specific gene expression platform for functional genomics in Cyprinidae fish”的研究论文。该研究系统性分析了来自190个BioProject的1582个RNA-seq样本，覆盖鲤（Cyprinus carpio）、银鲫（Carassius gibelio）、金鱼（Carassius auratus）、露斯塔野鲮（Labeo rohita）和草鱼（Ctenopharyngodon idella）5个关键鲤科物种的107种组织和细胞类型，构建了首个专用于鲤科鱼类的多物种组织特异性基因表达数据库CyExpDB（
https://cyexpdb.abrl.in/）。
研究采用标准化分析流程：从NCBI SRA获取原始数据后，使用FastQC进行质量评估，Trimmomatic去除接头和低质量序列；通过HISAT2将高质量序列比对至各物种参考基因组（如草鱼GCF_019924925.1）；利用StringTie计算FPKM和TPM表达量，并通过CPC2区分编码/非编码基因；使用R包tispec计算tau（τ）指数量化组织特异性，以τ≥0.85为高特异性基因；功能注释通过Blast2GO完成GO和KEGG分析；OrthoFinder进行跨物种同源基因比对。数据库采用三层架构（HTML/CSS/JavaScript前端、PHP逻辑层、MySQL数据库）实现数据集成与交互查询。
组织特异性基因鉴定与功能分析
研究共鉴定305,459个基因（90,497个编码基因、214,962个非编码基因），其中草鱼编码基因占比最高（45.8%），银鲫最低（18.4%）。基于tau指数将基因分为高特异性（τ≥0.85）、中间特异性（0.2≤τ<0.8）和持家基因（τ<0.2）三类。
组织间比较发现，金鱼脑中高特异性基因数量最多（2,849个），而草鱼CIK细胞系中特异性基因达567个。功能富集显示，露斯塔野鲮脑特异性基因富集于神经发育（GO:0007420）和转录调控（GO:0006357）相关通路，关键基因如fezf1、gbx2等；肾脏特异性基因则富集于线粒体能量代谢（GO:0006120）和离子转运（GO:1902600）。同源分析揭示lbx1a基因在鲤、金鱼和露斯塔野鲮中均呈现脑特异性表达（τ>0.8），表明神经功能在进化中的保守性。
数据库架构与功能实现
CyExpDB提供基因信息、样本详情、FPKM/TPM表达量表、组织特异性基因分类和功能注释五大模块。
用户可通过“Ortholog Gene Browser”比对跨物种同源基因，下载页面提供表达矩阵、tau值、样本元数据和同源映射表。热图可视化功能支持多基因表达模式比较，tau分类界面允许按特异性等级筛选基因，如鲤脑组织中1,389个高特异性基因与嗅觉感知（GO:0007608）和GPCR信号通路（GO:0007186）密切相关。
研究结论与意义
CyExpDB填补了鲤科鱼类多物种转录组整合平台的空白，通过tau指数量化组织特异性，结合功能注释和同源比对，揭示了基因表达模式与组织功能的关联。例如，在草鱼肝脏中特异性表达的foxl3基因参与转录调控（GO:0006357），而金鱼脑中高表达的嗅觉受体基因则关联环境适应机制。该平台为解析鲤科鱼类经济性状（如抗病性、生长效率）的分子基础提供了数据支撑，有望加速水产育种和物种保护策略的开发。研究强调，未来可通过纳入更多物种和单细胞转录组数据，进一步拓展数据库在进化生物学和精准农业中的应用价值。
