脊尾白虾转录组分析及重要功能基因的发掘

【作者】 孙政； 张晓军； 张继泉； 李富花； 张俊斌； 相建海；

【机构】 上海海洋大学水产与生命学院； 中国科学院海洋研究所；

【摘要】 脊尾白虾不仅是我国重要的经济养殖种类,同时由于其具有生殖周期短,可以实现在实验室全年养殖等特点,目前被认为是开展虾类发育和免疫研究的较好的动物模型。但是由于对其分子遗传学基础了解较少,对其作为虾类相关研究的动物模型进行应用带来一定的局限性。为对脊尾白虾遗传学的分子基础进行深入了解,本文利用新一代测序技术(ROCHE454)对脊尾白虾胚胎发育不同时期以及成虾应对各种病原刺激的转录组进行了测序,并对胚胎的基因表达与成虾进行了比较,以挖掘与发育或免疫相关的功能基因,为脊尾白虾作为虾类发育和免疫研究的动物模型进行应用奠定重要基础。本研究将脊尾白虾成虾在不同病原刺激后提取的总RNA混合作为成虾样品,命名为sample-adult(S1);将不同胚胎提取的总RNA混合作为胚胎样品,命名为sample-larva(S2)。两个样品的转录组经过Roche454GSFLX测序仪测序共得到561069条原始reads,使用Newbler拼接获得101831条EST,其中Isotigs为28212条,singletons为86162条;使用CD-hit聚类后得到47574条Unigene,其中有17868条Unigenes在公共数据库中有相应的注释,注释率达到38%。通过对胚胎的转录组数据和成体的转录组数据进行比较分析,得到成虾组特有ESTs9332个,胚胎组特有ESTs7557个。使用Interproscan工具对两组特有的Unigenes进行了结构域和基因家族的预测,发现成虾组含有更多的锌指结构域(Zinc finger domain)、Major facilitator Superfamily domain、C型凝集素(C-typelectin)结构域、几丁质结合结构域(Chitin binding domain)、细胞色素450(Cytochrome P450)结构域,说明成虾在应对各种病原刺激时免疫相关基因的表达增加;胚胎组特异表达的基因中鉴定到了更多的昆虫表皮蛋白(Insect cuticle protein)基因,说明在胚胎阶段参与外皮发生的基因十分活跃。本文所获得的相关资料不但为脊尾白虾的分子遗传学研究提供了丰富的数据资源,弥补了脊尾白虾EST方面研究的空白,同时也对推动脊尾白虾成为虾类发育和免疫研究的动物模型具有重要意义。更多还原