刺参基因组DNA甲基化水平及模式对温度变化的响应

本研究为了探讨刺参(Apostichopus japonicus)在不同温度胁迫下的DNA甲基化水平与甲基化模式变化,利用全基因组重亚硫酸盐测序技术(WGBS)和酶联免疫吸附法(ELISA)对刺参在3个温度下(20℃、26℃和32℃)的纵肌、呼吸树、消化道和体壁4个组织进行分析。WGBS测序结果显示,在消化道组织中,20℃、26℃和32℃温度组全基因组总甲基化水平分别为(1.70±0.01)%、(1.79±0.11)%和(1.59±0.04)%,26℃组处于休眠状态,刺参消化道基因组甲基化水平升高,而32℃组高温胁迫下,甲基化水平下降;在总甲基化位点中,CG类型是主要的甲基化修饰(96%以上),CHH和CHG位点占比较低;30%甲基化水平的甲基化位点中,CHG和CHH为本类型甲基化的最高点,且显著高于CG类型。ELISA检测结果显示,3种不同温度下,刺参呼吸树和消化道组织的甲基化水平范围为2.68%~3.29%,均高于纵肌和体壁组织;温度变化后,刺参呼吸树和消化道组织的总甲基化水平均有显著变化,而纵肌和体壁的总甲基化水平基本不变,表明DNA甲基化可能参与刺参的高温胁迫调控机制。刺参应对温度变化过程中DNA甲基化水平的研究,从表观遗传学视角解析温度升高对刺参不同组织的影响,可为丰富刺参甲基化研究内容和无脊椎动物的甲基化发生规律提供参考。

基于MSAP技术的刺参选育群体基因组表观与序列遗传多样性分析

抗逆选育引起的遗传变化不仅源于DNA序列的变化,也有来自于表观层面的修饰改变。为探究刺参(Apostichopusjaponicus)耐高温新品系育种过程中的选育基础群体与选育群体的遗传多样性,运用MSAP技术分析了选育基础群体F、选育F1代和选育F4代的基因组遗传多样性。结果显示,10对引物获得的806个位点中,多态性位点为698个,多态性百分比达到86.60%;基于非甲基化位点的遗传分析,选育F4代香农多态性指数为0.3981,Nei基因多样度为0.2264;基于甲基化敏感位点分析,选育F4代香农多态性指数为0.5873,Nei基因多样度为0.2598,均高于基础群体;表观遗传多样性均大于非甲基化位点变异产生的序列遗传多样性,表明表观变异出现频率高于序列遗传变异。MSAP甲基化模式分析显示,选育F1和F4代经过选育后获得了一些甲基化水平和模式的改变,说明经温度胁迫选育,改变了刺参群体的基因组的甲基化状态。选育F4代获得的类型Ⅱ的条带数最多,为161条,明显高于未选育刺参,为选育获得表观遗传特征。研究结果从遗传物质基础角度揭示了选育群体的遗传改变与进展,可为抗逆新品种选育中的表观遗传研究提供参考。

近红外光谱法快速测定仿刺参品质相关指标的研究

应用近红外光谱技术建立仿刺参3种组分的快速定量模型,收集475个仿刺参(Apostichopus japonicus)样品,以蛋白质、锌和硒3种成分指标为代表,采用便携式NIR光谱仪MicroNIR1700(JDSU,USA)扫描得到仿刺参个体干样3种成分的近红外光谱数据,在全光谱区间建立PLS定量分析模型。结果显示:蛋白质模型的预测决定系数(Rp2)、相对分析误差(RPD)分别为0.904、3.22,模型可用于大量样品快速检测应用。锌、硒模型的Rp2分别为0.498和0.526,RPD分别为1.41和1.96,表明锌、硒模型效果不理想,需要进一步优化。本研究初步建立了仿刺参干样样品蛋白质、锌、硒定量分析模型,进行了仿刺参干样多种品质相关指标同时快速测定方法的探索,可为仿刺参养殖品质性状筛选和仿刺参消费市场产品质量管控提供方法和依据。