牡蛎热耐受差异的分子调控机制研究

【作者】 刘优利； 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】 太平洋牡蛎Crassostrea gigas是一种生活在潮间带的重要经济物种,经常被强烈的温度波动所胁迫。热激转录因子1(HSF1)在其他物种中应对热激反应中起着重要作用。然而HSF1在太平洋牡蛎中的功能尚未完全被了解。在牡蛎基因组中发现了HSP70的扩增,但是HSF1和HSP70的调控关系还不清楚。为了确定HSF1调控的基因和HSP之间的调控关系,我们在太平洋牡蛎中进行了转录组(HSF1干扰后的热应激),染色质免疫沉淀后测序(ChIP-seq),并在两种姊妹亚种(C. gigas和C. angulata)中比较了HSF1对HSP调控的差异。转录组分析结果得到了150个对热休克响应基因,包括7个HSP基因。加权基因共表达网络分析(WGCNA)得到的17个HSP基因中有6个也通过差异基因富集得到与热激相关。此外,我们通过结合位点预测和荧光素酶双报告基因实验鉴定并证实了一个可能受HSF1响应热休克调控的HSP70。ChIP-seq结果发现了916个与HSF1结合位点相对应的峰,这些峰被注释为最接近的基因。在GO分析中,HSF1靶基因与信号转导,能量产生以及对生物刺激的反应有关。并且验证了一种在启动子区域具有结合位点的HSP70在热激下受HSF1调控。在调节关系结果中,我们发现HSF1对基因有不同地激活程度,并且这些基因在C. gigas和C.angulata中具有不同的表达模式。我们的结果显示,热休克2小时后,HSP70和HSP20的表达最初被触发。从这些结果可以看出,并非所有的热激蛋白都在响应热激应激时同时被触发。总而言之,我们的研究表明太平洋牡蛎可能存在HSF1-HSP调控关系,提供了耐热性机制的有价值信息,并可能提供标记辅助育种耐热性的见解,从而可能避免这种重要商业物种的夏季大规模死亡。更多还原