蝦夷扇貝基因組結(jié)構(gòu)特征與進(jìn)化基因組學(xué)分析.pdf

1、1扇貝科10個(gè)物種的系統(tǒng)發(fā)生基因組學(xué)分析
　　 扇貝有大約400個(gè)現(xiàn)存種，是雙殼貝類(lèi)中重要的一支，廣泛分布于世界的各大洋中，并且具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。然而一直以來(lái)，許多扇貝種類(lèi)的系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系都存在分歧。傳統(tǒng)的系統(tǒng)發(fā)生研究主要依賴于化石記錄和形態(tài)學(xué)特征。隨著分子生物學(xué)及其技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)揭示分子水平的變異來(lái)研究系統(tǒng)發(fā)生時(shí)產(chǎn)生了分子系統(tǒng)發(fā)生分析，但以往所運(yùn)用的有限基因包含的信息往往不完整且相互矛盾。新一代高通量測(cè)序技術(shù)的出現(xiàn)為這種現(xiàn)狀

2、帶來(lái)了轉(zhuǎn)機(jī)，因?yàn)檫@些技術(shù)可以應(yīng)用于任何模式及非模式生物，將會(huì)極大促進(jìn)扇貝的遺傳學(xué)和基因組學(xué)研究，為重建物種間進(jìn)化關(guān)系的研究提供海量的分子性狀。這里，我們應(yīng)用2b-RAD技術(shù)，結(jié)合高通量測(cè)序和Ⅱ B型限制性內(nèi)切酶的特點(diǎn)，將獲得的大量全基因組范圍分布的標(biāo)簽序列用于分析系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系。利用此方法，我們首次對(duì)扇貝科10個(gè)物種在全基因組水平上分析了它們的系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系。希望為扇貝進(jìn)化，多樣性保護(hù)及資源的可持續(xù)利用提供參考。
　　 2蝦夷扇貝的

3、轉(zhuǎn)錄組測(cè)序和分析
　　 我們利用454 GS-FLX技術(shù)對(duì)蝦夷扇貝的轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行了測(cè)序，測(cè)序共產(chǎn)生805，330條有效序列，拼接獲得32，590條contig，平均測(cè)序深度5.8 X。將拼接后的序列與公共數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行BlastX，獲得了25，237個(gè)unigene；GO分類(lèi)和KEGG代謝通路定位表明這些基因涵蓋了各個(gè)生物學(xué)功能和代謝途徑，并從中獲得了大量生長(zhǎng)，繁殖和免疫相關(guān)的候選基因。生物信息學(xué)預(yù)測(cè)共獲得49，199個(gè)SNP和2，7

4、48個(gè)SSR，可用于標(biāo)記開(kāi)發(fā)。表達(dá)譜分析共獲得122個(gè)在紅色閉殼肌蝦夷扇貝和白色閉殼肌蝦夷扇貝中差異表達(dá)的基因，包括多種結(jié)構(gòu)蛋白、結(jié)合蛋白、調(diào)控因子等。一些基因可能參與類(lèi)胡蘿卜素積累和轉(zhuǎn)運(yùn)的調(diào)控，另一些則可能是類(lèi)胡蘿卜素積累后引起的變化。與櫛孔扇貝的比較轉(zhuǎn)錄組分析證明了二者在整體水平上的相似性，進(jìn)一步的同源序列比較獲得了148個(gè)可能的快速進(jìn)化基因，包括血影蛋白、錨蛋白和熱激蛋白Hsp90等。推測(cè)上游調(diào)控因子可能在雙殼類(lèi)的進(jìn)化中發(fā)揮重要作

5、用，并且一種分子的變異很有可能導(dǎo)致與之緊密聯(lián)系的另一些分子的變化。
　　 3蝦夷扇貝(Patinopectenyessoensis)全基因組框架圖的繪制
　　 蝦夷扇貝的基因組含量為1.47 Gb，本研究采取全基因組鳥(niǎo)槍法策略，利用新一代高通量測(cè)序技術(shù)，對(duì)蝦夷扇貝的基因組進(jìn)行了從頭測(cè)序和組裝。Illumina測(cè)序總數(shù)據(jù)量為76.7 Gb，覆蓋度達(dá)到52 X。組裝總長(zhǎng)為771 Mb，contig N50為4157 bp，s

6、caffold N50達(dá)到4，800 bp。基因組scaffold覆蓋了約90％的轉(zhuǎn)錄組序列，預(yù)測(cè)基因總數(shù)為21，300，總長(zhǎng)122，144，014 bp，占scaffold總長(zhǎng)的15.8％，平均長(zhǎng)度21，301 bp。每個(gè)基因平均含有4個(gè)外顯子和3個(gè)內(nèi)含子，平均長(zhǎng)度分別為l，511 bp和3，420 bp?；虻淖⑨屝食^(guò)50％。反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子、DNA轉(zhuǎn)座子以及簡(jiǎn)單重復(fù)序列分別占基因組的0.06％，0.01％和0.22％。本研究為蝦夷