马氏珠母贝(Pinctada fucata)血细胞转录组测序数据中SNP标记的开发及其功能注释分析

本文基于马氏珠母贝(Pinctada fucata)血细胞比较转录组学数据进行单核苷酸多态性标记(SNP)的开发和关联基因的功能注释分析,以期为SNP标记的利用提供有效信息。在转录组测序获得的67632条SNP-unigenes中共获得962995个SNP位点,位点平均发生频率约为1个SNP/100bp;转换SNP数目与颠换SNP数目比值约为0.5,与理论比率相符;而6种单核苷酸变异类型中,以A/T颠换SNP最多。SNP-unigene功能注释分析表明,30376条unigenes(44.91%)匹配到GO分类条目;18150条unigenes(26.84%)获得COG注释信息,并以"一般功能预测"类最多;10981条unigenes(16.24%)富集到32条KEGG子集,其中以"信号转导"子集中富集的SNP-unigene最多。进一步富集分析显示629个SNP-unigenes注释到"Platelet activation"等多条免疫防御相关信号通路中;同时,根据SNP位点分布情况筛选到123个溶藻弧菌感染前、后转录组中特异分布的免疫防御相关候选SNP位点。基于标准化的基因表达水平分析,在17个差异表达免疫防御相关基因中共检测到1594个SNP位点。     

基于马氏珠母贝(Pinctada fucata)血细胞全长转录组数据补体样组分的鉴定与分析

补体系统作为先天免疫的重要组成部分,是一种复杂的限制性蛋白水解系统,其在免疫系统中发挥着重要的防御作用。为分析马氏珠母贝补体系统的组成及作用机制,使用血细胞样品进行了全长转录组测序建库、基因比对、功能注释,共挖掘到212个潜在补体样组分相关基因。补体样组分基因经同源性比对和结构域检测分析表明,检索到的基因分别编码89个含C1q结构域蛋白、57个C型凝集素蛋白、33个纤维胶凝蛋白、11个纤维蛋白原相关蛋白、8个甘露糖结合型凝集素关联丝氨酸蛋白酶、2个含硫酯蛋白(1个C3分子,1个TEP分子)、1个补体受体、2个补体因子、9个丝氨酸蛋白酶。随机选择12个补体相关基因,使用溶藻弧菌刺激前后的血细胞样品进行实时定量PCR检测其表达水平,结果显示C1q(C1q domain containing protein)、C-lectin、MBL(mannose-binding lectin)、ficolin、MASP(mannan-binding lectin serine protease)等基因均呈现出显著差异表达,表明马氏珠母贝补体系统是一个复杂的多组分效应系统,且可能通过凝集素途径或类似于凝集素途径激活补体系统的免疫作用。研究结果为进一步验证马氏珠母贝中存在的原始补体系统提供了分子生物学证据,同时对深入了解马氏珠母贝免疫防御机制,丰富和发展海洋无脊椎动物免疫学内容也具有重要理论意义。     

马氏珠母贝SNP标记开发及家系遗传多态性分析

利用13个源自转录组序列的SNP标记对3个马氏珠母贝(Pinctada fucata)家系进行遗传多态性分析及聚类分析。结果显示,家系1#、3#、6#的平均期望杂合度(He)分别为0.307 8、0.318 9和0.382 7;平均观测杂合度(Ho)分别为0.342 2、0.341 0和0.394 2;平均多态信息含量(PIC)分别为0.243 5、0.247 9和0.297 7。结果表明,3个马氏珠母贝家系具低度或中度遗传多态性,为马氏珠母贝内SNP应用于遗传多态性分析等提供了基础。利用SNP标记对3个家系进行聚类分析,发现半同胞家系1#和3#在家系及个体聚类中均先聚在一起,然后再与亲缘关系较远的家系6#聚在一起。新开发的SNP标记能较准确地对家系及个体进行聚类,为SNP标记应用于马氏珠母贝遗传关系分析提供了研究基础。     

马氏珠母贝(Pinctada fucata)血细胞RNA-Seq转录组数据中补体样组分分析

补体系统在体液免疫中发挥着重要作用,是连接先天免疫和适应性免疫的枢纽。本研究基于前期转录组RNA-Seq数据检索马氏珠母贝(Pinctada fucata)补体样组分,并对其结构域及溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)刺激后的基因表达水平进行了分析。结果表明,共获得68条补体样成分unigene,分别编码14个含C1q结构域蛋白、14个凝集素蛋白、4个纤维蛋白原相关蛋白、12个丝氨酸蛋白酶、10个含硫酯键蛋白、1个末端补体分子C6、5个补体受体、1个补体因子及7个纤胶凝蛋白;结构域分析表明,马氏珠母贝补体样组分均含有相应的保守结构域,与其他贝类补体组分的研究结果基本一致;表达量分析表明,经溶藻弧菌刺激后, 68条补体样组分unigene中共有21条unigene表达上调,其中12条为模式识别受体unigene。结合牡蛎等贝类补体组分的研究结果,推测贝类已形成一个含有多种补体组分的原始补体系统,且可能以凝集素途径或替代途径行使补体的生物学功能。以上研究结果为深入了解马氏珠母贝及其他海洋无脊椎动物免疫防御机制、探讨补体系统的进化起源提供了新的依据。     

SRAP标记在马氏珠母贝家系F1代中的分离

用SRAP(sequence-related amplified polymorphism,序列相关扩增多态性)标记首次对马氏珠母贝(Pinctada martensii)红壳家系的亲本及其子一代(F1)进行了遗传分析.7对引物共扩增出63个位点,多态位点比例为68.25%,其中正常位点59个(93.65%),异常位点4个(6.35%).59个正常位点中,20个位点在F1不分离,39个位点分离.卡方检验表明,39个分离位点中符合孟德尔分离规律的位点28个,占分离位点数的71.79%;偏孟德尔分离规律的位点11个,占分离位点数的28.21%.符合孟德尔分离规律的位点中按1:1分离的位点占25%,3:1分离的位点占75%,1:1分离位点所占比例较小,因此要利用马氏珠母贝家系F1进行SPAP遗传图谱的绘制应适当增加引物数量或改用杂交家系.     

马氏珠母贝家系的生长比较

采用单对配对方法建立马氏珠母贝Pinctada martensii第一代家系7个,对家系间的生长和家系内大小变异进行了分析比较。7个家系的壳高大小顺序为F15>F20>F18>F19>F12>F17>F21,总重大小顺序为F15>F18>F19>F20>F12>F17>F21。在同批家系中,F15的壳高、总重显著大于其它2个家系(F12、F17)(p<0.05),其壳高比F12大11.64%,比F17大16.01%;其总重比F12重27.40%,比F17重38.98%,而且其个体大小变异较小,表现出明显的生长优势,是一个生长性状优良的家系。F18在壳高和总体重上比F19大2.88%和19.49%。F20显著大于F21(p<0.05),壳高比F21大19.49%,总重大53.72%,该家系生长较快,可通过进一步的选择培育成一个生长快、个体大的家系。     

马氏珠母贝外套膜培养细胞的电镜观察

运用扫描电镜和透射电镜对马氏珠母贝（Pinctada martensii D0外套膜组织培养过程中各种细胞的生长变化和活动状况的研究，重点是对上皮细胞分泌活动的观察。最初从外套膜组织迁出的上皮细胞为圆球形，细胞表面近似光滑，但有走向规则细而浅的花纹；培养到第4天，上皮细胞形态上发生了较大的变化，分成A型和B型两种细胞，A型上皮细胞内颗粒物少，是处于合成分泌物的早期阶段或尚未开始合成分泌物，B型上皮细胞处于旺盛的分泌物合成阶段，细胞内粗面内质网和线粒体丰富。培养到15－16天的B型上皮细胞体积明显变大，细胞合成并聚集了大量单层膜包裹的颗粒物，培养到第31天的B型上皮细胞分泌活动减弱，上皮细胞逐渐失去分泌功能，进入衰老，死亡，胞体明显萎缩变小，整个培养过程持续了65d。     

马氏珠母贝微卫星快速分离及遗传多样性分析

马氏珠母贝(Pinctada martensii Dunker)又称合浦珠母贝,是世界上用于生产海水珍珠的最主要贝类之一.自60年代我国成功地开展马氏珠母贝的人工育苗以来,海水珍珠养殖业发展迅速,至20世纪90年代,海水珍珠养殖已成为广东、广西和海南沿海部分地区的支柱产业,海水珍珠成为出口创汇的重要产品.海水珍珠产业的发展仅靠采捕天然野生的亲贝已不能满足生产的需要,越来越多地用人工养殖的亲贝进行人工繁殖.而采用少数亲贝(尤其是养殖亲贝)的育苗导致近亲繁殖,使马氏珠母贝种质资源出现了退化,在海水珍珠养殖上产生的直接后果是珍珠的质量和产量(单产)明显下降.     

马氏珠母贝群体内遗传多样性的ISSR分析

采用ISSR分子标记技术,对一马氏珠母贝养殖群体中个体大和个体小的两个组的遗传多样性进行分析。5个引物在2个组100个样品中共得到72个清晰的扩增位点,其中多态性位点71个,多态位点百分率(PPB)为98.61%。POPGENE分析结果表明:个体大的组的遗传多样性水平高于(PPB=94.44%,I=0.3523,h=0.2181,na=1.9444)小个体组(PPB=80.61%,I=0.3008,h=0.1915,na=1.8056)。两组间的遗传分化系数Gst=0.0948。UPGMA聚类分析表明大个体组内几乎所有的贝(47个)聚在一起,而小个体组的贝(50个)聚成另一支。     

翘嘴鳜(Siniperca chuatsi)转录组EST-SSR位点的信息分析及其多态性检测

本研究采用高通量测序技术进行了翘嘴鳜(Siniperca chuatsi)转录组学研究,并扩增分析了EST-SSR分子标记的多态性,以期保护翘嘴鳜种质资源及良种选育,发掘其功能性SSR分子标记。结果表明,在翘嘴鳜转录组测序得到的51245条unigenes中共检测出14094个EST-SSR位点,分布于35285条Unigenes中,出现频率为27.51%。翘嘴鳜转录组EST-SSR位点的序列总长度达到195086bp,EST-SSR位点长度分布从10—25个碱基不等,平均长度13bp;翘嘴鳜转录组EST-SSR位点共有90种重复基元;其中,二核苷酸和三核苷酸重复单元是主导类型,分别占总SSR的30.62%和14.23%,且GT/AC、AAG/CCT分别占总SSR的32.12%和6.36%。随机选取100对经济性状相关EST-SSR引物的扩增产物中有24.7%表现为多态性,可作为功能性SSR分子标记开发。     

基于de novo高通量测序的曼氏无针乌贼(Sepiella japonica)ESTs中微卫星位点筛选与特征分析

对均一化转录组测序获得的47604个曼氏无针乌贼的微卫星序列进行分析,结果表明,乌贼转录组中微卫星位点丰富,每1402nt的EST中就有一段不小于12nt长度的微卫星序列。单碱基重复是EST微卫星序列的主要形式(38.69%),其次依次为三碱基(31.14%)、二碱基(26.35%)、四碱基(3.29%)、五碱基(0.38%)、六碱基(0.14%)重复,短序列类型占微卫星总量的96.18%。同碱基类型的微卫星序列组成又存在差异,AC(54.51%)和AG(31.22%)是最常见的二碱基重复序列;而AGC(16.37%)和AAC(14.06%)是最常见的三碱基重复序列。通过引物设计和体系优化,共筛选到了24对多态性微卫星位点,对来自福建漳州海域的35只野生曼氏无针乌贼(Sepiella japonica)个体进行群体遗传学检测,结果表明,每个位点检测到的等位基因数3—10个不等(均值5.9个);平均杂合度观测值(Ho)和期望值(H_e)分别为0.518和0.681。除2个位点外所有位点的多态信息含量(PIC)都大于0.5。Hardy-Weinberg平衡检测表明,仅4个位点有显著偏离(P0.05),未检测到连锁不平衡现象。这表明转录组高通量测序技术适于乌贼微卫星位点的开发,获得的SSR标记可用于今后乌贼资源遗传评估和科学有效管理过程。     

马氏珠母贝(Pinctada martensii)四种壳色选育系F5 的生长及遗传多样性分析

采用跟踪测量和微卫星(SSR)技术研究了马氏珠母贝四种壳色选育系F5和对照组的存活率、生长情况及遗传多样性。结果表明,四种壳色选育系和对照组的生长性状之间均存在显著差异(P<0.05)。从30对微卫星引物中扩增筛选获得8个多态位点,多态位点比例为26.67%,它们在4个壳色选育系共120个个体中产生了42个等位基因,平均每个多态位点产生5.25个。4个选育系的平均期望杂合度范围为0.6622—0.6850,平均观察杂合度范围为0.2708—0.4667,平均多态信息含量PIC值范围为0.6025—0.6190,说明4个选育系的遗传多样性处于较高水平,具有育种潜力;平均遗传偏离指数均为负值,4个选育系均存在不同程度的杂合子缺失。遗传分化和遗传距离分析表明白壳色选育系与红壳色选育系之间的亲缘关系最近,黑壳色与白壳色之间的遗传距离最大。     

Cd2+与Zn2+的联合效应对马氏珠母贝(Pinctada martensii)受精率的影响

采用中心组合设计和响应曲面法在实验室条件下研究了Cd2+与Zn2+对马氏珠母贝受精率的影响。Cd2+、Zn2+的浓度范围分别为0.030—20mg/L、0.100—20mg/L。结果表明:Cd2+与Zn2+两因子对马氏珠母贝受精率的一次效应极显著(P<0.01);Cd2+与Zn2+两因子一次互作效应极显著(P<0.01)。经响应曲面法分析,随着Cd2+与Zn2+浓度的增加受精率呈下降趋势,当Zn2+浓度在最低浓度(0.100mg/L)时,受精率随着Cd2+浓度的上升而下降;当Cd2+浓度在最低浓度(0.030mg/L)时,受精率随Zn2+浓度的上升而先下降后升高。本实验建立了马氏珠母贝受精率与Cd2+、Zn2+间关系的模型方程(R2=0.996,Adj.R2=0.987,Pred.R2=0.887,P<0.01)并可用于预测Cd2+、Zn2+对马氏珠母贝受精率的影响。     

罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)卵巢发育不同时期转录组分析

为发掘罗氏沼虾(Macrobrachiumrosenbergii)卵巢发育过程中的重要功能基因,采用IlluminaHiSeqTM4000高通量测序平台对罗氏沼虾卵巢发育四个时期卵巢组织进行转录组测序。所测序列经质控、组装后比对到NR、String、Swiss-prot、Pfam、GO、KEGG数据库中注释,并进行差异基因聚类分析。结果显示,四个样品共产生221580604个Cleanreads,拼接获得95379个Unigenes。分别对四个样品测序文库进行两两比较,共检测到6605个差异表达基因,其中显著上调基因2410个,显著下调基因4195个。GO功能分类显示,共有6422条unigenes可分为分子功能、细胞组分、生物学过程3大类59分支,差异基因主要涉及糖类转运、氨基酸合成、酶活性、细胞膜组成等。通过KEGG通路注释,共有8423条unigenes被注释,涉及184种代谢途径,有7个代谢通路与卵巢发育相关,差异基因的KEGG富集结果显示,药物代谢细胞色素P450通路、氨基丁酸神经元突触、鞘糖脂生物合成、氮素代谢等通路富集显著。此外,对SSR与SNP分子标记进行了鉴定。研究结果为进一步探索罗氏沼虾卵巢发育机制提供了基础信息。     

不同抗流能力大黄鱼(Larimichthys crocea)肌肉转录组学差异分析

为揭示不同抗流能力的大黄鱼(Larimichthyscrocea)肌肉基因表达水平的变化,筛选抗流相关基因,解析大黄鱼抗流性状形成的分子基础,收集福建福鼎沙埕湾主养区1 000尾大黄鱼,在设计制作的抗流实验水槽中,以流速1.0m/s为筛选条件,将抗流时间>30 min的大黄鱼归为抗流组(HM组),抗流时间<5 min的大黄鱼归为非抗流组(SM组),对其肌肉进行转录组分析,并统计抗流分组后48 h内大黄鱼的累计死亡率。转录组结果显示, HM组与SM组文库共富集到1806个差异表达基因(DEGs),其中1090个上调,716个下调。GO功能注释发现显著富集的条目主要集中在肌肉收缩相关功能, KEGG富集分析发现上调的DEGs主要富集在心肌收缩、氧化磷酸化、黏着斑、ECM-受体相互作用、AGE-RAGE、MAPK、心肌细胞中的肾上腺素能等相关通路;下调的DEGs主要富集在真核生物核糖体的发生、蛋白酶体、内质网中的蛋白加工、RNA转运、泛素介导的蛋白水解信号通路等。此外,RT-qPCR结果表明,随机选取的DEGs与RNA-seq结果的表达趋势一致。48h的累计死亡率结果显示,SM组...     

雌、雄弓背青鳉(Oryzias curvinotus)肝脏转录组比较分析

为发掘弓背青鳉(Oryzias curvinotus)肝脏功能基因、开发环境检测标记基因,本研究采用RNA-Seq技术分别测定了性成熟雌、雄弓背青鳉肝脏转录组,并获得80095044和87043984条clean reads,合并拼接出49912个unigenes(N50=2394bp)。基因表达差异分析显示在雌、雄弓背青鳉肝脏组织中存在571个差异基因(DEGs),其中364个在雄鱼中高表达,207个在雌鱼中高表达。GO和KEGG分析表明差异基因主要参与激素合成、免疫反应、氧化还原反应及卵黄发生等生物学过程。进一步,在转录组中筛选到了多个环境雌激素相关标记基因(vtgs,chgs,er,cyp450等),且这些基因在雌鱼肝脏中的表达水平显著高于雄鱼。研究结果丰富了弓背青鳉的基因资源,为研究基因功能提供了数据,也有助于进一步研究鱼类肝脏在不同性别之间的功能。