尖音库蚊复合体蚊虫DNA甲基化水平分析

目的分析比较尖音库蚊复合体中淡色库蚊、致倦库蚊、骚扰库蚊的DNA甲基化水平以及致倦库蚊吸血前后DNA甲基化水平。方法采集羽化后5 d且未吸血的3个库蚊亚种和吸血3 d的致倦库蚊,提取DNA,超声切割为约250 bp的片段后进行测序,测序数据与致倦库蚊基因组序列(Taxonomy:ID7176)进行比对,获取全基因组胞嘧啶碱基甲基化信息。从基因组、染色体和染色体元件水平分析3个库蚊亚种的甲基化水平(甲基化水平高于3%定义为高甲基化)。比较未吸血的3个库蚊亚种间以及吸血前后致倦库蚊的甲基化水平差异,P<0.001且甲基化差异绝对值>5的位点记为差异甲基化位点;Q<0.05且甲基化差异绝对值>3的区域记为差异甲基化区域(DMR)。将距离DMR最近的转录起始位点(TSS)所在基因记为DMR相关基因,对其进行基因本体论(GO)富集分析。结果淡色库蚊、骚扰库蚊和致倦库蚊全基因组甲基化水平分别为0.454%~0.672%、0.491%~0.649%和0.499%~0.655%(均低于3%),CHH位点甲基化水平分别为0.631%、0.618%和0.624%,均高于CHG位点的0.567%、0.559%、0.559%(t=7.14、83.43、6.87,均P<0.05)和CG/CpG位点的0.508%、0.505%、0.505%(t=10.59、12.52、13.33,均P<0.05);3个库蚊亚种共有的高甲基化位点有56个、高甲基化区域有11个。淡色库蚊、骚扰库蚊和致倦库蚊之间全基因组甲基化水平差异无统计学意义(F=0.07,P>0.05),1号染色体(0.568%、0.562%、0.565%)、2号染色体(0.573%、0.564%、0.566%)、3号染色体(0.575%、0.566%、0.569%)的甲基化水平差异均无统计学意义(F=0.05、0.11、0.13,均P>0.05),启动子(0.567%、0.552%、0.556%)、外显子(0.562%、0.556%、0.558%)、内含子(0.561%、0.550%、0.555%)和TSS(0.579%、0.506%、0.621%)的甲基化水平差异均无统计学意义(F=0.37、0.06、0.06、0.16,均P>0.05)。淡色库蚊和骚扰库蚊间筛选出178个差异甲基化位点、4个DMR,淡色库蚊和致倦库蚊间筛选出209个差异甲基化位点、8个DMR,骚扰库蚊和致倦库蚊间筛选出215个差异甲基化位点、11个DMR。GO富集结果显示,DMR相关基因主要富集于对辐射反应、对光刺激反应和对非生物刺激反应等生物过程。致倦库蚊吸血后全基因组甲基化水平从0.602%升高至0.617%,但差异无统计学意义(t=1.21,P>0.05);吸血前1、2、3号染色体的甲基化水平分别为0.569%、0.569%和0.572%,吸血后上升为0.596%、0.597%和0.600%,但差异均无统计学意义(t=1.31、1.33、1.30,均P>0.05);吸血前启动子、外显子、内含子和TSS的甲基化水平分别为0.557%、0.561%、0.560%、0.552%,吸血后上升为0.585%、0.584%、0.584%、0.594%,但差异均无统计学意义(t=1.48、1.35、1.20、1.69,均P>0.05)。致倦库蚊吸血前后基因组间有6个DMR。GO富集结果显示,DMR相关基因在细胞组分上主要富集于内体、囊泡等,在分子功能上主要富集于蛋白结合、小GTP酶结合等。结论淡色库蚊、致倦库蚊、骚扰库蚊全基因组甲基化水平较低,两两亚种间的DMR相关基因主要与对非生物刺激反应生物过程相关。吸血后的致倦库蚊甲基化水平略有升高,吸血前后的DMR相关基因主要和蛋白结合相关。