马氏珠母贝Perlucin基因序列特征及其SNP与耐低温性状的关系

【目的】克隆马氏珠母贝(Pinctada fucata martensii)新的凝集素分子基因,命名为Perlucin,研究在低温胁迫下马氏珠母贝Perlucin的表达以及与抗低温性状相关的单核苷酸多态性(SNP)位点。【方法】根据马氏珠母贝基因组中Perlucin基因序列设计引物,克隆Perlucin基因全长;用生物信息学方法分析Perlucin的结构和理化特征;设计17和22℃(对照)2个温度组,对马氏珠母贝进行低温胁迫实验,用实时荧光定量PCR检测低温胁迫下Perlucin表达量的变化;筛选和比较分析马氏珠母贝耐低温选育系(R)F3和北部湾野生群体(W)的Perlucin外显子区的SNP位点和单倍型。【结果】马氏珠母贝Perlucin全长631 bp,编码152个氨基酸;包含1个信号肽和1个C型凝集素结构域。同源分析表明,马氏珠母贝Perlucin与紫贻贝(Mytilus galloprovincialis)Perlucin的亲缘性最近。Perlucin在鳃中表达量最高,其次为足和肝胰腺。低温胁迫时,鳃组织中Perlucin基因在17℃低温组的表达量呈先升高后降低的趋势,在12 h时达到最高并显著高于22℃对照组(P<0.05),表明Perlucin可能参与马氏珠母贝的低温响应过程。对Perlucin外显子区的SNP进行分析,共得到30个SNP,其中13个SNP位点的基因型频率在R和W群体间差异显著(P<0.05)。【结论】Perlucin是参与调节马氏珠母贝低温适应过程中的候选基因,筛选出两个SNP位点g.40078856、g.40078945。

全基因组重测序筛选弓背青鳉三亚群体性别遗传标记

【目的】开发弓背青鳉(Oryzias curvinotus)三亚群体(下称“三亚青鳉”)遗传性别鉴定分子标记,为进一步挖掘其性别决定基因奠定基础。【方法】用染色体商(Chromosome quotient,CQ)法比较雌雄两性个体的全基因组重测序覆盖度,筛选潜在的性别特异性序列区域(CQ<0.1)并设计引物,通过PCR扩增验证引物区分三亚青鳉群体及其子代性别的适用性。【结果】经CQ分析筛选,CQ<0.1的特异性区域279个,设计引物279对。随机挑选的60对引物中,29对标记引物在三亚青鳉群体雄鱼中扩增得一个DNA条带,雌鱼无条带,均可鉴定三亚青鳉遗传性别。从29对引物中随机挑选2对引物(命名为Marker1和Marker2)进一步验证,引物Marker1、Marker2在雄鱼中扩增产物分别为791、556 bp,两对引物对三亚青鳉子代群体的扩增结果与亲本一致。用两对性别特异性标记对三亚群体的F2代全同胞家系94个个体进行扩增,结果发现F2群体自然性别比约1∶1。【结论】性别特异性引物Marker1和Marker2均可对三亚青鳉群体进行遗传性别鉴定,在三亚青鳉野生亲本及其子代中均有稳定性和通用性,可用于弓背青鳉三亚群体遗传性别鉴定。

马氏珠母贝α-Tubulin基因结构、SNP筛选及耐低温相关性分析

为了探究马氏珠母贝(Pinctada fucata martensii)α-Tubulin基因在低温适应性中的作用,通过RACE克隆技术获得马氏珠母贝α-Tubulin基因,分析了α-Tubulin基因在低温胁迫下的表达趋势,并筛选和比较了马氏珠母贝耐低温选育系(R)F3和北部湾野生群体(W)的α-Tubulin编码区SNP位点。结果表明:马氏珠母贝α-Tubulin基因总长为2107 bp,可编码454个氨基酸,具有典型的Tubulin和Tubulin-C结构域;全组织定量显示,α-Tubulin基因在所有组织中均有表达,在足部中表达量最高(P<0.05);低温胁迫时,鳃组织中α-Tubulin基因在低温组(12、17℃)的表达量均在72 h时达到最高,且显著高于对照组(22℃)(P<0.05);α-Tubulin外显子区域共有34个SNP,其中3个SNP位点的基因型频率在R和W群体间有显著性差异(P<0.05);连锁不平衡分析显示,R群体单倍型CCTCAGCGCC的频率明显高于W群体。研究表明,α-Tubulin为参与调节马氏珠母贝低温适应过程中的候选基因,筛选出的与抗低温性状相关的SNP位点g.111071125及优异单倍型CCTCAGCGCC,可作为选择育种的候选标记。

马氏珠母贝CD-MPR基因序列特征及其在耐低温品系的选择分析

【目的】明确马氏珠母贝(Pinctada fucata martensii)阳离子依赖性甘露糖-6-磷酸受体(CD-MPR)基因(PmCD-MPR)多态性与其低温耐受能力的相关性,为马氏珠母贝耐低温品系的选育提供理论依据。【方法】采用RACE克隆PmCD-MPR基因序列全长,并运用实时荧光定量PCR检测PmCD-MPR基因在马氏珠母贝各组织及低温胁迫下的表达模式;基于马氏珠母贝耐低温选育系(R群体)和北部湾野生群体(W群体)的全基因组重测序数据筛选出PmCD-MPR基因外显子区的SNP位点,并通过遗传多态性分析、单倍型分析及频率计算获取与马氏珠母贝低温胁迫过程相关的SNP位点。【结果】PmCD-MPR基因序列全长902 bp,其开放阅读框(ORF)为792 bp,共编码263个氨基酸残基;PmCD-MPR基因编码蛋白分子量为30.22 kD,理论等电点(pI)为5.79,属于亲水性蛋白,在第18~263位氨基酸处含有1个典型的甘露糖-6-磷酸受体(Man-6-P_recep)结构域。CD-MPR氨基酸序列在N端的相似性较低,在C端的相似性较高;基于CD-MPR氨基酸相似性构建的系统发育进化树显示,马氏珠母贝与长牡蛎、加利福尼亚海兔等软体动物聚为一支,与经典的动物学分类相吻合。PmCD-MPR基因在马氏珠母贝肝胰腺的相对表达量最高,显著高于在性腺、闭壳肌和外套膜中的相对表达量(P<0.05,下同);低温胁迫组马氏珠母贝鳃组织中的PmCD-MPR基因相对表达量随着胁迫时间的延长整体上呈先上升后下降的变化趋势。从PmCD-MPR基因外显子区筛选获得34个SNPs位点,且这34个SNPs位点构成5个单倍块和15种单倍型,其中GCC、TG、CCCTCT等3种单倍型在R群体中的分布频率显著高于W群体,即与马氏珠母贝耐低温性状显著相关。【结论】PmCD-MPR基因参与马氏珠母贝的低温响应过程,与耐低温性状显著相关的基因型及单倍型可作为马氏珠母贝耐低温品系辅助育种的候选分子标记。

马氏珠母贝Rab7基因序列特征及其与耐低温性状的关系

Rab蛋白是膜泡运输过程中的重要调节因子,在囊泡运输和水产动物的免疫应答中行使重要功能。本研究鉴定了马氏珠母贝(Pinctada fucata martensii)的Rab7基因(Pm-Rab7),分析了Pm-Rab7在6个组织中及在温度胁迫(低温组17℃、对照组22℃、高温组32℃)下的表达模式,筛选和比较分析了马氏珠母贝耐低温选育系(low temperature resistant line,R) F3和北部湾野生群体(Beibu Gulf wild population,W)的Pm-Rab7外显子区的SNP位点。结果显示,Pm-Rab7序列全长为1 153 bp,5′端、3′端和开放阅读框(ORF)序列长度分别为30、505和618 bp,共编码205个氨基酸;Pm-Rab7具有一个RAB保守结构域,并与太平洋牡蛎(Crassostrea gigas)相似度最高(92.79%)。系统进化树结果显示,Pm-Rab7与太平洋牡蛎等软体动物聚为一支。Pm-Rab7在所检测的组织都有表达,其中在性腺和鳃中的表达显著高于外套膜和肝胰腺等组织(P<0.05)。Pm-Rab7温度胁迫后时序表达分析发现,在17℃低温组,Pm-Rab7的表达量呈先上升再下降的趋势,在6 h~3 d内均显著高于22℃对照组(P<0.05),在1 d时达到峰值;在32℃高温组,Pm-Rab7表达量总体稳定,仅12 h时显著高于对照组(P<0.05),其他时间点与对照组无显著差异(P>0.05);说明该基因的表达与马氏珠母贝对低温胁迫的响应密切相关。Pm-Rab7基因的外显子区域在马氏珠母贝耐低温选育系和北部湾野生群体中共检测到7个SNP位点,其中3个位点的基因型频率在2个群体间具有显著性差异,说明这些位点可能与其耐低温性状相关。结果表明,Pm-Rab7可能在马氏珠母贝耐低温适应过程中发挥重要作用,研究结果可为深入探讨马氏珠母贝对温度变化的环境适应性研究提供参考资料。

马氏珠母贝(Pinctada fucata martensii)FBP基因的克隆及其对温度胁迫的响应

果糖-1,6-二磷酸酶(FBP)是催化糖异生过程中的限速酶,当动植物处于温度胁迫等不良环境条件时,FBP通过参与糖异生途径以维持机体的糖平衡,在动植物抗逆过程中起着重要作用。本研究通过RACE技术获得了马氏珠母贝(Pinctada fucata martensii) FBP(Pm-FBP)基因c DNA全长,并使用实时荧光定量PCR技术检测了该基因在马氏珠母贝不同组织中的表达量,以及在17℃(低温组)、22℃(对照组)、32℃(高温组)条件下鳃中的时序表达模式。序列分析显示,Pm-FBP全长为1381 bp,具有54 bp的5￠UTR和62 bp的3￠UTR,开放阅读框(ORF)为1020 bp,编码339个氨基酸,预测分子量为37.13 kDa,等电点为6.02。Pm-FBP具有一个Pfam FBPase保守结构域,6个潜在的O-连接糖基化位点(Ser36、Ser56、Ser57、Ser76、Ser80和Thr115),1个潜在的N-糖基化位点,1个金属结合位点(Asp-Pro-Ile/Leu-Asp-Gly/Ser-Thr/Ser)和46个磷酸化位点。多序列比对结果显示,Pm-FBP与长牡蛎(Crassostrea gigas)FBP的相似性最高,为83%;系统进化树显示,Pm-FBP与长牡蛎等贝类聚为一支,然后再与其他软体动物聚为一大支,节肢动物和脊椎动物分别聚类,进化树总体聚为三大支。实时荧光定量结果显示,Pm-FBP在所检测的闭壳肌、鳃、性腺、肝胰腺、足和外套膜等组织中均有表达,在性腺表达量最高,肝胰腺和鳃中有较高表达;对Pm-FBP时序表达的分析发现,Pm-FBP在低温组和高温组实验时间范围内均出现先上升后下降的趋势,且在72 h时达到最大值,表明Pm-FBP参与了马氏珠母贝对温度胁迫的响应;在120h时,高温组和低温组的Pm-FBP表达量均显著下降,表明Pm-FBP可能主要在短期的温度胁迫中发挥作用。本研究结果为进一步探索马氏珠母贝对温度胁迫的适应性提供了参考资料。