中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)早期胚胎转录组及性别相关基因表达研究

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中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis),又称河蟹、毛蟹、大闸蟹,是我国重要的水产养殖经济蟹类,年产量达到30万吨,年产值已经超过200亿元。随着水产养殖的发展及养殖集约化程度不断扩大,对于高效的、个性化市场需求的早期育种技术提出了越来越高的要求,例如降低早期胚胎发育不同步率实现高效划一的早期育苗,以及根据市场需求实现单性化养殖等。目前对于中华绒螯蟹早期胚胎发育的生物学事件以及早期性别决定机制的了解相对匮乏,制约着养殖技术的发展。  为全面了解中华绒螯蟹早期胚胎发育的生物学事件并初步了解性别相关基因在中华绒螯蟹性的功能,本研究以中华绒螯蟹从受精卵至卵裂期到囊胚期三个时期的胚胎为材料,Illumina HiSeq2000双端测序获得转录组数据,分析筛选在三个时期差异表达Unigenes,并和其他五个无脊椎动物的胚胎早期转录组分析比较,筛选了中华绒螯蟹中的保守母源基因和合子基因。对转录组Unigenes中找到的6个性别相关基因在中华绒螯蟹中的功能进行了初步探索。主要实验结果如下:  (1)成功构建了中华绒螯蟹受精卵、卵裂期及囊胚期三个转录组测序文库,分别得到57,135,691、36,954,342和32,813,420条raw reads,经过滤除去接头和低质量序列后各得46,892,436、31,071,869和27,633,559条clean reads,reads平均读长约为126 bp。进一步的从头拼接组装得到32,088条Unigenes序列,对应的N50值为5,304,平均长度为1,320 bp。  (2)比对了中华绒螯蟹早期胚胎转录组差异表达基因同其他五个无脊椎物种的母源-合子基因库,并筛选得到中华绒螯蟹早期胚胎中保守的母源基因103个和保守的合子基因266个,并推测母源-合子转换在该时期发生。  (3)分别筛选了88个母源-合子转换、79个体轴发育和体节形成,以及117个母源免疫相关的差异表达基因,差异表达基因的KEGG通路及功能分析,为中华绒螯蟹早期胚胎发育提供理论基础。  (4)从早期胚胎转录组Unigenes中筛选果蝇性别决定通路中相关基因的同源基因EsTra-2a,EsTra-2b,EsTra-2c,EsTra-2d,EsFru-MA,EsFru-MB成功获得了其中EsTra-2a,EsTra-2b,EsTra-2c,EsFru-MA,EsFru-MB进行克隆,的基因组序列信息全长,并进行选择性剪切分析。进一步时空表达分析显示EsTra-2a和EsTra-2c分别在雄性体细胞组织和雌性生殖腺(卵巢)中出现性别差异化表达。而EsFru-MB则在神经系统中性别差异化表达,在雌性中表达显著高于雄性。为揭示中华绒螯蟹性别决定机制提供了基础。
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