隆線溞孤雌生殖狀態基因表達譜研究

2020-12-03 科學網

 

2009年6月，中科院北京基因組研究所基因組科學及信息重點實驗室與華東師範大學生命科學學院合作的研究成果，「Analysis and comparison of a set of expressed sequence tags of the parthenogenetic water flea Daphnia carinata」 論文在《分子遺傳學與基因組學》（Molecular Genetics and Genomics）雜誌上發表。

 

隆線溞隸屬節肢動物門(Arthropoda)、甲殼綱(Crustacea)、鰓足亞綱(Branchiopoda)、雙甲目(Diplostraca)、枝角亞目(Cladocera)、溞科、溞屬 。隆線溞有兩種不同的生殖方式：孤雌生殖(單性生殖)與兩性生殖。當外界條件比較適宜時，枝角類就行孤雌生殖。在環境條件惡化時，枝角類就行兩性生殖，這時種群中不僅有雌體，同時還出現雄體，二者隨即交配。兩種生殖方式的交替，是枝角類對外界環境的一種特殊適應，孤雌生殖在有利環境下充分利用了條件，而兩性生殖在不利環境下保證了種的生存與連續性。枝角類不但生殖方式特殊，還是一類重要的水生經濟動物。它具有較高的蛋白質含量(佔乾重的40 % - 60 % )，還含有水產經濟類動物魚、蝦、蟹等生長發育所必需的胺基酸、維生素及鈣質，是生產上十分理想的活體餌料，其產量與漁業生產關係密切。

 

科研人員對樣品隨機測序（5′端）3072條，一共得到3,040條高質量的EST序列，並最終得到1,495條unique sequences（465條contigs和1,030條singletons）。通過與公共資料庫內的序列進行比對，總共注釋了959個（64%）基因。通過基因表達豐度和功能分析（主要是GO和KEGG），對其基因表達譜特徵有了全面的認識。其中與生殖和胚胎發育相關的基因共鑑定到57個基因，其中VTN和VTG基因所佔比重較高；發現了生殖特異性表達的基因如ubulin alpha chain；另外檢測到一些化學感應基因（CSP）和熱激蛋白（HSP）基因。推測這些密切感受環境變化的基因在孤雌生殖中起到重要的作用，為以後克隆其全長基因序列並研究功能奠定了基礎。

 

通過與近緣物種蚤狀溞（Daphnia pulex）基因組序列的比對，比對之後得到1,283條（86%）unique sequences與其基因組有較高的相似性。其中1,158條比對到基因的編碼區域，另外有125條序列比對到基因間區或者內含子區。這些結果從側面反映了水溞近緣種間（D. pulex和D. carinata）基因組序列、表達水平上的差異，為後續的比較基因組學分析提供了有力的支持。（來源：中科院北京基因組研究所）

 

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