金线鲃属(Sinocyclocheilus)是洞穴鱼类,根据其对洞穴的适应程度可分为洞穴型和地表型。洞穴环境极端,常年黑暗,缺少光合作用和营养物质,对生活于其中的生物的生长和发育是一种极大的挑战。在长期演化过程中,生活在洞穴环境中的鱼类形成了许多适应性特征,如眼的缺失和退化、体色的退化、鳞片数目的减少或消失、体脂含量的增加、睡眠时间的减少、发达的非视觉感觉器官等。脑作为生物体最主要的器官,对生物的生长发育、新陈代谢和生理生化过程都有着重要的调控作用。适应不同环境的鱼类其脑的调控方式也有差异。洞穴型与地表型金线鲃脑在演化过程中产生了哪些不同的调控方式,这些不同的调控方式对它们的生长发育和生存产生了什么样的影响目前尚不清楚。本研究利用比较转录组方法对洞穴型与地表型金线鱼鲃属鱼类的脑组织进行研究,以期在转录组水平上探究适应不同环境的金线鲃属鱼类脑组织表达的主要差异。本研究利用第二代测序技术对软鳍金线鲃(地表种)(Sinocyclocheilus malacopterus)和犀角金线鳃(洞穴种)(Sinocyclocheilu rhinocerous)进行了脑组织转录组测序,共获得了34.07Gb Clean data,一共得到98564条Unigene,共筛选到20344个差异表达基因,其中3289个为显著差异表达基因。显著下调基因有2598个,占所有显著差异表达基因数量的78.9%;显著上调基因有691个,占所有显著差异表达基因数量的21.1%。我们对转录组数据进行分析后得到的主要结果有:1.地表种软鳍金线鲃和洞穴种犀角金线鲃脑组织基因的表达存在着非常显著的差异(上调和下调)。在所有显著差异表达基因中,78.9%是犀角金线鲃相对于软鳍金线鲃下调;这些下调基因中有39.5%负责调控生物学过程。2.脑对两种金线鱼鲃属鱼类头部和眼部形态以及脑部结构的发育起到了重要的调控作用。与地表种软鳍金线鲃相比,一些与头部、眼部形态发育有关的基因如bab1、coasy和pqbp1基因在洞穴种犀角金线鲃脑中的表达量发生了显著的下调。3.脑对两种金线鲃属鱼类视网膜和晶状体的发育起到了重要的调控作用。与地表种软鳍金线鲃相比,一些与正常视觉发育有关的基因如晶状体蛋白基因cryz、视网膜发育基因cep290在洞穴种犀角金线鲃脑中的表达量都有着显著的下调。4.脑对金线鲃的昼夜节律、行为方式和胰岛素的分泌有着明显的调控作用。与地表种软鳍金线鲃相比,洞穴种犀角金线鲃脑中与胰岛素分泌、昼夜节律、行为方式有关的基因如cdk16、mtpn、hdac5、ubr1、ophn1和faah基因的表达量都有着显著的下调。我们的研究结果表明,洞穴种犀角金线鲃的脑在适应性进化过程中扮演着重要的角色,通过多种方式调节,使犀角金线鲃更好的适应极端的洞穴环境。