长牡蛎潮间带适应性表观调控机制研究

【作者】 王新星； 黎奥； 李莉； 张国范；

【机构】 中国科学院海洋研究所； 中国科学院大学；

【摘要】 潮间带是指位于高潮线与低潮线的之间的海陆过度地带,其环境波动大,是响应环境变化最敏感的区域。生活在其中的生物几乎时刻都要应对环境变化,而牡蛎作为潮间带的优势种,成为了研究海洋生物环境适应的理想模型。本课题组前期研究表明,来自潮间带和潮下带的长牡蛎在多个方面发生了分化。潮间带的牡蛎生长相对较慢,但在高温应激胁迫环境下具有较高的存活率和更强的基因表达可塑性。本研究从表观调控的角度出发,进一步探究了DNA甲基化在介导适应性分化中的机制。实验材料选取来自同一地点的潮间、潮下带牡蛎,经过同质化驯养得到子一代,设置对照和高温应激(35℃,6h)条件,利用全基因组甲基化技术解析表观调控机制。结果表明,潮间、潮下带牡蛎甲基化调控分化趋势明显。在高温胁迫条件下,潮间带牡蛎甲基化水平显著下降,表现出更强可塑性;相对于热应激前后的差异,甲基化调控在两个潮位间的差异更大,表明甲基化在牡蛎长期适应过程发挥的作用更大。与转录组数据联合分析发现,潮间、潮下带牡蛎分别有11%and 7%表达差异基因受到甲基化调控,这些基因的功能分别集中细胞凋亡、蛋白修饰和氧化还原、信号转导等过程。其中我们发现,有两个潮间带基因在细胞凋亡通路中发挥积极作用,甲基化通过负调控的方式促进细胞凋亡过程。本研究阐释了牡蛎潮间带适应可塑性的甲基化调控机制,推进了牡蛎适应潮间带高变异环境机制研究。更多还原