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三疣梭子蟹(Portunustrituberculatus)是世界上最广泛的一种捕捞蟹类,具有肉质好、食物链短、生长快、产量较高等优点,具有很高的经济价值。三疣梭子蟹是一种广盐性蟹,在淡水和海水环境中都能够生存。目前,关于广盐性蟹类的渗透调控机理在生理上已有部分研究报道,而分子水平上的研究较少,对三疣梭子蟹渗透调控分子机制相关研究还未见报道。如果能从分子水平上弄清楚这一问题,不仅具有很大的科学价值,而且具有较大的应用价值,也可以为其它甲壳动物提供较好的借鉴。为研究该问题,构建三疣梭子蟹的渗透调控器官——鳃的cDNA文库是其必要前提。而表达序列标签(Expressed Sequence Tags,ESTs)是了解基因组结构、收集基因组信息和发现新基因的一种有效且经济的途径。
本研究以三疣梭子蟹鳃组织为材料,构建其全长cDNA文库;其鳃组织是样本蟹经过不同盐度适应后取得的。通过Trizol Reagent提取总RNA,利用SMART cDNA Library Construction Kit进行cDNA文库构建,连接到pBluescriptⅡSK(+)载体上,转化E.ColiDH-5a宿主菌,库容量为4.05×105,重组率为97%。
从cDNA文库中随机挑选1282个克隆子进行序列测定,得到909条有效EST序列,平均长度为599bp。经CAP3软件组装后,得到485个转录本,包括67个重叠群和418个单拷贝。每个重叠群中EST的数量介于2~197个,以含2个EST的重叠群数目最多(24个),平均为8.38个。重叠群的长度介于293~1356bp,平均长度为796bp。
利用美国国立生物技术信息中心(TheNational Center for Biotechnology Information,NCBI)的蛋白非冗余数据库(non-redundant proteinse quences,nr),对485个转录本进行blastx同源比对分析,发现134个转录本可以找到同源序列,并记录最相似的三条序列。最相似的序列用物种进行分类(取期望值即E-value小于10-3),节肢动物占绝大部分为77%,其中又以甲壳动物居多(49%);另一种常见的节肢动物昆虫也占了相当大的比例(26%)。
对这些基因产物通过基因本体论(GeneOntology,GO)数据库进行功能分析,发现同源序列功能大致分为7类:抗氧化活性,连接活性,催化活性,调节酶活性,分子传感活性,结构分子活性和其他。三疣梭子蟹鳃cDNA文库的成功构建,为研究该物种的功能基因和蛋白质组学奠定了基础。
此外,本研究采集了我国东海近海三疣梭子蟹4个野生群体(舟山群岛、洞头群岛、定海湾、泉州湾)共139个样品,对其线粒体DNA16SrRNA基因片段进行PCR扩增及序列测定。结果表明:东海近海三疣梭子蟹种群存在着明显的种群分化,福建近海海域的三疣梭子蟹群体(泉州湾和定海湾)遗传多样性水平比浙江近海海域的三疣梭子蟹群体(舟山群岛和洞头群岛)相对较高。