Published October 1, 2013
| Version v1
Publication
Open
Effect of sexual maturation on muscle gene expression of rainbow trout: RNA-Seq approach
Creators
- 1. Middle Tennessee State University
- 2. West Virginia University
- 3. Kasetsart University
- 4. National Center for Cool and Cold Water Aquaculture
- 5. Agricultural Research Service
Description
Muscle degradation occurs as a response to various physiological states that are regulated by specific molecular mechanisms. Previously, we characterized the metabolic changes of muscle deterioration of the female rainbow trout at full sexual maturity and spawning (Salem et al., Physiol. Genomics 2006;28:33–45; J. Proteomics 2010;73:778–789). Muscle deterioration in this model represents nutrient mobilization as a response to the energetic overdemands of the egg/ovarian growth phase. Our recent studies showed that most of the changes in muscle growth and quality start 2–3 months before spawning. Gravid fish exhibited reduced intramuscular fat that is lower in saturated and monounsaturated fatty acids and higher in polyunsaturated fatty acids compared to sterile fish. In this study, RNA-Seq was used to explain the mechanisms underlying changes during this phase of sexual maturity. Furthermore, to minimize changes due to nutrient deficits, fish were fed on a high-plane of nutrition. The RNA-Seq technique identified a gene expression signature that is consistent with metabolic changes of gravid fish. Gravid fish exhibited increased abundance of transcripts in metabolic pathways of fatty acid degradation and up-regulated expression of genes involved in biosynthesis of unsaturated fatty acids. In addition, increased expression of genes involved in the citric acid cycle and oxidative phosphorylation was observed for gravid fish. This muscle transcriptomic signature of fish fed on a high nutritional plane is quite distinct from that previously described for fish at terminal stages of maturity and suggest that female rainbow trout approaching spawning, on high nutritional planes, likely mobilize intramuscular fat rather than protein to support gonadal maturation.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يحدث تدهور العضلات كاستجابة لمختلف الحالات الفسيولوجية التي تنظمها آليات جزيئية محددة. في السابق، وصفنا التغيرات الأيضية لتدهور العضلات في سمك السلمون المرقط قوس قزح الأنثى عند النضج الجنسي الكامل والتفريخ (Salem et al., Physiol. علم الجينوم 2006;28:33–45; J. Proteomics 2010;73:778–789). يمثل تدهور العضلات في هذا النموذج تعبئة المغذيات كاستجابة للطلب الزائد النشط لمرحلة نمو البويضة/المبيض. أظهرت دراساتنا الحديثة أن معظم التغييرات في نمو العضلات وجودتها تبدأ قبل 2–3 أشهر من التفريخ. أظهرت الأسماك الحامل انخفاضًا في الدهون العضلية التي تكون أقل في الأحماض الدهنية المشبعة والأحادية غير المشبعة وأعلى في الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة مقارنة بالأسماك المعقمة. في هذه الدراسة، تم استخدام RNA - Seq لشرح الآليات الكامنة وراء التغييرات خلال هذه المرحلة من النضج الجنسي. علاوة على ذلك، لتقليل التغييرات الناجمة عن نقص المغذيات، تم إطعام الأسماك على مستوى عالٍ من التغذية. حددت تقنية RNA - Seq توقيع تعبير جيني يتوافق مع التغيرات الأيضية لأسماك الحمل. أظهرت الأسماك الحاملة وفرة متزايدة من النصوص في المسارات الأيضية لتدهور الأحماض الدهنية والتعبير الأعلى تنظيماً للجينات المشاركة في التخليق الحيوي للأحماض الدهنية غير المشبعة. بالإضافة إلى ذلك، لوحظ زيادة التعبير عن الجينات المشاركة في دورة حمض الستريك والفسفرة المؤكسدة لأسماك الحمل. هذا التوقيع النسخي للعضلات للأسماك التي تتغذى على مستوى غذائي عالي يختلف تمامًا عن ذلك الذي تم وصفه سابقًا للأسماك في المراحل النهائية من النضج ويشير إلى أن سمك السلمون المرقط قوس قزح الأنثى الذي يقترب من التكاثر، على المستويات الغذائية العالية، من المحتمل أن يحرك الدهون العضلية بدلاً من البروتين لدعم نضج الغدد التناسلية.Translated Description (French)
La dégradation musculaire se produit en réponse à divers états physiologiques régulés par des mécanismes moléculaires spécifiques. Auparavant, nous avons caractérisé les changements métaboliques de la détérioration musculaire de la truite arc-en-ciel femelle à pleine maturité sexuelle et au frai (Salem et al., Physiol. Genomics 2006 ;28:33–45 ; J. Proteomics 2010 ;73:778–789). La détérioration musculaire dans ce modèle représente la mobilisation des nutriments en réponse aux surdemandes énergétiques de la phase de croissance des ovules/ovaires. Nos études récentes ont montré que la plupart des changements dans la croissance musculaire et la qualité commencent 2 à 3 mois avant la ponte. Les poissons gravides présentaient une graisse intramusculaire réduite, plus faible en acides gras saturés et monoinsaturés et plus élevée en acides gras polyinsaturés que les poissons stériles. Dans cette étude, RNA-Seq a été utilisé pour expliquer les mécanismes sous-jacents aux changements au cours de cette phase de maturité sexuelle. De plus, pour minimiser les changements dus aux déficits en nutriments, les poissons ont été nourris sur un plan nutritionnel élevé. La technique ARN-Seq a identifié une signature d'expression génique qui est compatible avec les changements métaboliques des poissons gravides. Les poissons gravides présentaient une abondance accrue de transcrits dans les voies métaboliques de la dégradation des acides gras et de l'expression régulée à la hausse des gènes impliqués dans la biosynthèse des acides gras insaturés. De plus, une augmentation de l'expression des gènes impliqués dans le cycle de l'acide citrique et la phosphorylation oxydative a été observée chez les poissons gravides. Cette signature transcriptomique musculaire des poissons nourris sur un plan nutritionnel élevé est tout à fait distincte de celle décrite précédemment pour les poissons aux stades terminaux de maturité et suggère que les truites arc-en-ciel femelles approchant de la fraye, sur des plans nutritionnels élevés, mobilisent probablement la graisse intramusculaire plutôt que les protéines pour soutenir la maturation gonadique.Translated Description (Spanish)
La degradación muscular se produce como respuesta a diversos estados fisiológicos que están regulados por mecanismos moleculares específicos. Anteriormente, caracterizamos los cambios metabólicos del deterioro muscular de la trucha arco iris hembra en plena madurez sexual y desove (Salem et al., Physiol. Genomics 2006;28:33–45; J. Proteomics 2010;73:778–789). El deterioro muscular en este modelo representa la movilización de nutrientes como respuesta a las sobredemandas energéticas de la fase de crecimiento del óvulo/ovario. Nuestros estudios recientes mostraron que la mayoría de los cambios en el crecimiento muscular y la calidad comienzan 2–3 meses antes del desove. El pescado grávido mostró una reducción de la grasa intramuscular que es más baja en ácidos grasos saturados y monoinsaturados y más alta en ácidos grasos poliinsaturados en comparación con el pescado estéril. En este estudio, se utilizó RNA-Seq para explicar los mecanismos subyacentes a los cambios durante esta fase de la madurez sexual. Además, para minimizar los cambios debidos a los déficits de nutrientes, los peces se alimentaron en un plano alto de nutrición. La técnica RNA-Seq identificó una firma de expresión génica que es consistente con los cambios metabólicos de los peces grávidos. Los peces grávidos mostraron una mayor abundancia de transcritos en las vías metabólicas de degradación de ácidos grasos y una expresión regulada al alza de los genes implicados en la biosíntesis de ácidos grasos insaturados. Además, se observó una mayor expresión de genes implicados en el ciclo del ácido cítrico y la fosforilación oxidativa en peces grávidos. Esta firma transcriptómica muscular de peces alimentados en un plano nutricional alto es bastante distinta de la descrita anteriormente para peces en etapas terminales de madurez y sugiere que las truchas arco iris hembra que se acercan al desove, en planos nutricionales altos, probablemente movilizan grasa intramuscular en lugar de proteínas para apoyar la maduración gonadal.Files
phy2.120.pdf
Files
(15.9 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:75e51a2d1096d398fc1eaf22dbbc8324
|
15.9 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تأثير النضج الجنسي على التعبير الجيني العضلي لسمك السلمون المرقط قوس قزح: نهج RNA - Seq
- Translated title (French)
- Effet de la maturation sexuelle sur l'expression des gènes musculaires de la truite arc-en-ciel : approche ARN-Seq
- Translated title (Spanish)
- Efecto de la maduración sexual en la expresión génica muscular de la trucha arco iris: enfoque de ARN-Seq
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2116278391
- DOI
- 10.1002/phy2.120
References
- https://openalex.org/W1531709334
- https://openalex.org/W1773163371
- https://openalex.org/W1893009964
- https://openalex.org/W1916946492
- https://openalex.org/W1971212696
- https://openalex.org/W1974116356
- https://openalex.org/W1974177211
- https://openalex.org/W1983797575
- https://openalex.org/W1988271479
- https://openalex.org/W1992715996
- https://openalex.org/W1993332281
- https://openalex.org/W1997559051
- https://openalex.org/W2002360523
- https://openalex.org/W2004419591
- https://openalex.org/W2012034038
- https://openalex.org/W2014626126
- https://openalex.org/W2015446420
- https://openalex.org/W2017300013
- https://openalex.org/W2017476424
- https://openalex.org/W2017646331
- https://openalex.org/W2023854675
- https://openalex.org/W2026706442
- https://openalex.org/W2050334821
- https://openalex.org/W2057860337
- https://openalex.org/W2066114727
- https://openalex.org/W2068951751
- https://openalex.org/W2071419115
- https://openalex.org/W2074808617
- https://openalex.org/W2083927055
- https://openalex.org/W2087152880
- https://openalex.org/W2088301231
- https://openalex.org/W2089202931
- https://openalex.org/W2090946848
- https://openalex.org/W2092121938
- https://openalex.org/W2105131166
- https://openalex.org/W2107618173
- https://openalex.org/W2112362570
- https://openalex.org/W2116921200
- https://openalex.org/W2117470934
- https://openalex.org/W2135882546
- https://openalex.org/W2137494597
- https://openalex.org/W2145958122
- https://openalex.org/W2146271019
- https://openalex.org/W2149245104
- https://openalex.org/W2150951457
- https://openalex.org/W2152694288
- https://openalex.org/W2154672297
- https://openalex.org/W2159890439
- https://openalex.org/W2169448756
- https://openalex.org/W2171699473
- https://openalex.org/W2298230951
- https://openalex.org/W2300552860
- https://openalex.org/W2319127204
- https://openalex.org/W2406654126
- https://openalex.org/W4231157482
- https://openalex.org/W48345301