蝦夷扇貝(Patinopecten yessoensis)類胡蘿卜素積累相關基因和SNP位點篩查.pdf

1、類胡蘿卜素是生物體重要的維生素A原和抗氧化劑，在動物中不能從頭合成，只能從食物中獲得。蝦夷扇貝(Patinopecten yessoensis, Jay,1857)是我國重要的海水養(yǎng)殖生物，其新品種“海大金貝”，富含類胡蘿卜素，為研究海洋動物類胡蘿卜素吸收、轉運及代謝機制提供了模型材料。本研究在蝦夷扇貝中克隆了硬脂酰輔酶A去飽和酶基因（Stearoyl-CoA desaturase，SCD），分析并發(fā)現(xiàn)了其在“海大金貝”和普通蝦夷扇貝中

2、的時空表達差異；進一步利簡并基因組高通量測序技術，對蝦夷扇貝類胡蘿卜素積累進行了全基因組關聯(lián)分析（Genome-Wide Association Studies, GWAS），篩查到了與類胡蘿卜素積累相關的單核苷酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphism, SNP）位點，并對相關基因進行了功能注釋分析。論文研究為深入解析蝦夷扇貝類胡蘿卜素積累的分子機制打下了基礎，并為富含類胡蘿卜素扇貝的選育提供了大量候選遺傳

3、位點。
　　1、蝦夷扇貝 PySCD基因克隆及其在“海大金貝”和普通扇貝中的表達差異分析
　　克隆了PySCD基因的cDNA全長序列并獲得及基因組序列。PySCD含有4個外顯子，3個內含子；cDNA全長2559bp，包含990bp開放閱讀框（open reading form，ORF）；編碼的氨基酸序列具有SCD蛋白特征結構域：4個跨膜結構域和3個組氨酸結構域。在PySCD基因5'側翼序列發(fā)現(xiàn)了固醇類調節(jié)因子（Sterol-

4、regulatory element binding protein, SREBP）結合位點、CCAAT識別位點、視黃醛X受體（retinoic acid X receptor, RXR）結合位點等代謝調控元件；在轉錄起始位點上游5kb附近發(fā)現(xiàn)重復單元37bp、重復次數(shù)25左右的小衛(wèi)星序列。
　　利用real-time qRT-PCR（quantitative reverse transcription PCR）技術檢測了 PyS

5、CD基因在蝦夷扇貝胚胎幼蟲時期（受精卵、囊胚、原腸、D型幼蟲、面盤幼蟲）和成體組織（外套膜、鰓絲、性腺、腎、閉殼肌、肝胰腺）的表達水平。該基因在受精卵和面盤幼蟲的表達量顯著高于其他胚胎幼蟲時期，受精卵中的高表達提示PySCD mRNA可能來源于卵細胞，之后表達量下降，至面盤幼蟲期顯著提高；成體組織中，PySCD基因在肝胰腺、性腺和閉殼肌的表達量較高，其中肝胰腺的表達量顯著高于其他組織。
　　比較“海大金貝”和普通蝦夷扇貝的PySC

6、D基因時空表達顯示：在面盤幼蟲期，“海大金貝”PySCD基因表達量顯著高于普通蝦夷扇貝，可能在該時期“海大金貝”的脂類代謝水平提高，進而促進其類胡蘿卜素的積累；在成體組織，“海大金貝”的消化腺、性腺、閉殼肌中PySCD基因表達量顯著高于普通蝦夷扇貝，前期研究顯示，在這些組織中，“海大金貝”的類胡蘿卜素含量顯著高于普通蝦夷扇貝。上述結果暗示，PySCD基因的高表達可能促進了類胡蘿卜素在“海大金貝”的積累，且“海大金貝”的類胡蘿卜素積累與脂

7、類代謝可能存在一定的相關性。
　　2、蝦夷扇貝類胡蘿卜素積累的全基因組關聯(lián)分析（GWAS）
　　采用基因組簡化技術2b-RAD，對12只“海大金貝”和12只普通蝦夷扇貝進行了類胡蘿卜素積累的GWAS分析。測序數(shù)據(jù)總量為6G，共獲得172,875,615條reads序列，聚類得到287,909種IIB型內切酶酶切標簽，平均測序深度40×以上，包含89221個可分型SNP位點。從以上標簽中篩查到60個在“海大金貝”和普通蝦夷扇貝

8、間基因型頻率差異顯著的SNP位點，其中8個位點在另外兩個獨立的群體中得到驗證。
　　利用蝦夷扇貝基因組序列，對8個在“海大金貝”和普通蝦夷扇貝中基因型頻率有差異SNP所在的標簽進行了基因注釋。獲得99條上述SNP附近的基因序列，對這些基因進行Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes(KEGG)代謝通路定位，定位到脂類代謝、信號傳導、免疫相關通路。對這些基因進行進一步的功能分析將有助于解析“海大