马氏珠母贝外套膜和珍珠囊的转录组测序及矿化基因的表达研究

【摘要】马氏珠母贝是培育海水珍珠的重要双壳贝类,也是探索生物矿化机理的十分理想的生物。本研究采用454焦磷酸测序技术对外套膜和珍珠囊这两个马氏珠母贝参与生物矿化的组织进行了转录组测序,筛选生物矿化相关基因；并以构建的8个家系为材料,比较分析了4个生物矿化基因的表达水平及其与马氏珠母贝表型性状之间的相关性；结果显示：1.外套膜贮备细胞小片部位的转录组测序共获得了220824个高质量read,共组装了23732个uniquetranscripts,筛选鉴定出146个uniquetranscripts与49个生物矿化相关基因具有序列相似性,包括磷酸结合酶蛋白、无定型的CaCO3结合蛋白Ⅰ型、钙调蛋白、类钙调蛋白、碳脱水酶、多甘氨酸贝壳基质蛋白、多赖氨酸基质蛋白、外套膜基因和蛋白质,Nacrein,Pearlin,Pif,Regucalcin,Shematrin;同时从转录组中查找到10285个单核苷酸多态性(SNP)位点和7836个插入缺失位点(Indel)。2.珍珠囊的转录组测序共获取了186158个高质量read,组装得到了21729个uniquetranscripts,从中筛选得到与23个生物矿化基因具有相似性的uniquetranscripts72个,例Calmmodulin,Calponin-like蛋白(CLP),外套膜基因,Pearlin,Nacrein和Pifo此外,转录组数据中还筛选出了4303个潜在的SNP位点和4291个可能的插入缺失多态性位点。3.四个矿化基因msi31、msi60、N16和N19的表达水平在8家系之间存在极显著差异；msi31和msi60基因在小个体贝外套膜、大个体贝的外套膜外缘和内缘之间的表达水平没有显著差异,N19基因则在上述三个组织中的表达水平有显著差异,N16基因甚至达到极显著差异水平。四个基因中仅N16在外套膜外缘和内部组织之间的表达存在显著差异,其余基因没有差异。进一步考虑各个家系分析的结果表明：msi31基因在Cb、Cf、Ch、Cj四个家系的外套膜不同部位表达水平存在极显著差异,msi60基因在Cb和Cf两个家系中外套膜不同部位表达水平存在显著差异而在Cj、Cp家系中存在极显著差异,N19基因则仅仅在Cf家系的外套膜不同部位存在显著差异,而N16则在所有8个被检测的家系的外套膜不同部位均存在显著或极显著差异。4.msi31、msi60、N16和N19彼此间的表达均存在极显著的相关性。N16基因的表达水平与壳高、壳长、绞合线长、壳宽和总重间之间均没有显著差异,而msi31、msi60和N19这三个基因表达水平与贝的表型性状之间存在显著或者极显著相关性。本研究初步阐明了马氏珠母贝与生物矿化相关的组织——外套膜和珍珠囊的转录谱,筛选鉴定了数十个与生物矿化相关的基因以及数千个潜在的SNP等分子标记位点,并且比较分析了4个矿化基因在8个家系外套膜中的表达水平及其与马氏珠母贝表型性状的关系。本研究的结果不仅为马氏珠母贝的生物矿化机理研究和体遗传学、功能基因组学研究奠定了初步的基础,而且有助于开展马氏珠母贝的分子标记辅助良种选育,还有助于开展其他珍珠贝的生物矿化和转录组研究。
【作者】于呈呈；
【导师】石耀华；
【作者基本信息】海南大学，水产养殖学，2014，硕士
【关键词】马氏珠母贝；转录组；珍珠囊；外套膜；荧光定量PCR；生物矿化；

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