美洲大蠊转录组学研究

【作者】 李午佼； 杜联明； 张丽芳； 景洁； 范振鑫； 张修月； 岳碧松；

【机构】 四川大学生命科学学院；

【摘要】 美洲大蠊Periplaneta americana为蜚蠊目蜚蠊科大蠊属物种,是传统的中药,对组织修复有着很好的疗效。本研究对美洲大蠊3~4龄若虫、7~8龄若虫、刚羽化成虫、雌成虫和雄成虫采用Illumina Hiseq2000平台进行转录组双末端测序,用Trinity组装5组样品的共同参考转录本,得到291 250个转录本序列,其中250条转录本序列为美洲大蠊内共生菌Blattabacterium sp.BPLAN所有,转录本序列的N50为1233 bp,长度在200~300 bp的约11万条。通过与各大蛋白质序列数据库比对,一共注释了53 262条转录本,其中NR库注释了52 625条转录本;GO数据库注释了10 122条,注释的GO term中,细胞(cell)、细胞组件(cell part)、绑定(binding)、催化剂(catalytic)、细胞过程(cellular process)和代谢过程(metabolic process)等方面存在较多的转录本;KOG数据库注释了35 595条,其中信号传导机制(Signal transduction mechanisms),翻译后修饰,蛋白质翻转(Posttranslational modification,protein turnover,chaperones)和转录(Transcription)相关的功能的转录本数目较多;swissprot数据库注释33 168条;KEGG数据库注释了18 880条,其中信号传导通路中的转录本数目最多,其次是传染性疾病(Infectious diseases)和癌症(Cancers)。差异表达转录本分析方面,鉴定了13 852个差异表达转录本,差异表达转录本GO富集分析表明,在不同虫龄阶段,几丁质合成代谢方面,幼虫较成虫富集,而成虫中富集抗真菌功能,雄成虫相对雌成虫主要在线粒体相关基因富集。差异表达转录本KEGG富集分析表明,雌成虫富集在溶酶体,甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢,Fox O信号通路上。雄成虫相对其它样品主要富集在蛋白质消化和吸收,胰腺分泌等代谢途径上,若虫和刚羽化成虫比较发现,前者在P450相关代谢途径富集。从全部的转录本序列(包含内共生菌的转录本)中找到了约3800个微卫星,其中单碱基重复的SSR数目最多,其次是三碱基,再次是四碱基,六碱基的最少。抗菌肽分析表明美洲大蠊存在一批转录本与果蝇素(drosomycin)、moricin、防御素(defensin)和白蚁素(termicin)等抗菌肽同源。根据数据库注释结果分析得到88条过敏原转录本,其中表达量较高的有Per a 2 allergen,allergen Cr-PI和Per a 6 allergen。本次分析一共找到了400多个免疫相关的转录本,其中脂多糖结合蛋白(lipopolysaccharide-binding protein,LPS-BP)、促分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)和丝氨酸蛋白酶抑制剂(Serpin)的转录本数目最多。更多还原