仿刺参(Apostichopus japonicus)转录组分析与遗传图谱构建
1.仿刺参的基因组大小测定 本实验以栉孔扇贝Chlamys farreri为内标，用流式细胞仪测定了仿刺参Apostichopus japonicus(Selenka,1867)的不同组织（体壁、肌肉、肠道、呼吸树）的基因组大小（C值），结果发现用不同组织测出的仿刺参基因组大小均比较接近，最终得出仿刺参的基因组大小为0.878±0.02 pg，即859 Mb（以1 pg DNA=978 Mb计算）。仿刺参基因组大小的测定将有助于该物种基因组方面的研究。 2.仿刺参的转录组测序和分析 为系统了解仿刺参转录组的特征，我们选取了不同发育时期的仿刺参，以及成体仿刺参的不同组织为材料，共构建了8个cDNA测序文库，进行了454 GS FLX测序及生物信息学分析。测序共得到1,061,078条平均长度为344 bp的序列。经过小片段去除和质量筛查后，共获得92％的高质量序列。这些高质量的序列经过拼接得到33,835条Contigs，以及199,011条Singletons。Contigs进一步拼接成29,666条Isotigs，这些Isotigs聚类成21,071个Isogroups。通过与公共蛋白数据库（Swiss-Prot和nr）及核酸数据库（nt）比对，47%的Isogroups获得了注释信息。对于被注释的基因序列，我们进一步根据基因功能作了分类。Gene Ontology（GO）注释和Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes（KEGG）代谢通路分析结果表明，这些基因参与了多种生物学过程。此外，通过比较分别以夏眠前和夏眠中仿刺参的多个组织构建的两个cDNA文库，还获得了一些与夏眠相关的候选基因。随机选取了12个表达有明显差异的基因进行Q-PCR验证，结果发现在测序中有明显表达差异的基因经Q-PCR验证也有明显差异，说明测序结果比较真实地反应了文库中基因的表达信息。通过比较仿刺参与紫海胆Strongylocentrotus purpuratus的转录组发现，两个物种的GO分布非常相似，同时获得4,882个同源性较高的基因，其中，有202个基因在非棘皮动物未被发现。此外，通过生物信息学预测，共获得了730个SSR和54,185个SNP。仿刺参转录组的获得，将有助于仿刺参遗传学和基因组学研究工作的开展。 3.仿刺参的遗传图谱构建 应用2b-RAD技术，以仿刺参90个F1子代为作图群体，以拟测交理论为作图策略，构建了仿刺参的遗传连锁图谱。研究中，共得到2,010个可以被分型的SNPs，其中符合孟德尔分离比(P≥0.05)的标记有1,484个。构建的图谱包含917个标记，分布于22个连锁群上。每个连锁群标记数目为16-98不等，平均标记数为42，连锁群长度在13.5 cM-113.8 cM之间，相邻标记的平均间隔为1.64 cM。图谱的总长度为1,467 cM，覆盖率为94.89%。该图谱为首张基于SNP标记的仿刺参遗传连锁图谱，将为今后仿刺参的遗传学研究如功能基因定位、分子标记辅助育种等提供方便。
仿刺参;转录组;遗传图谱;生物信息学
中国海洋大学
博士
海洋生物学
包振民
2013
中文
Q959.269
162
2013-09-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）