不同发育阶段斯氏副柔线虫比较转录组学分析

• 作者: 冯陈晨 刘春霞 呼和巴特尔 岳建伟 王文龙 红梅
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 斯氏副柔线虫 转录组 差异表达基因 发育相关基因
• 年，卷（期）: 2017,（23）
• 所属期刊栏目: 畜牧·兽医·资源昆虫
• 页码范围: 4644-4655
• 页数: 12页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.23.017

摘要

[目的]探明不同发育阶段骆驼斯氏副柔线虫的转录组差异,了解不同发育阶段虫体在功能分类和代谢通路等方面的生物学特征,挖掘生长发育相关功能基因,丰富寄生性线虫转录组学信息.[方法]采用Illumina HiSeq2000TM高通量测序技术对斯氏副柔线虫虫卵、第三期幼虫和雌虫进行转录组测序,构建3个样本的cDNA文库,评估建库质量;利用Trinity软件对所得序列进行De novo组装及组装效率评估;之后对获得的有效序列进行功能注释及相关生物信息学分析.[结果]测序及组装后虫卵、第三期幼虫和雌虫分别获得47717、76342和54624个Unigenes,在虫卵和第三期幼虫比对中共有33579个差异表达基因,其中表达上调的基因有20477个,表达下调的基因有13102个;在雌虫和第三期幼虫比对中共有32199个差异表达基因,其中表达上调的基因有9293个,表达下调的基因有22906个.将成对比较的差异表达基因分别进行GO功能分类,其中虫卵和第三期幼虫比对中有6617、3891和8755个Unigenes,雌虫和第三期幼虫比对中有7043、3686和10177个Unigenes分别注释到生物过程、细胞组成和分子功能三大类中;通过KEGG pathway数据库分析,虫卵和第三期幼虫比对中有6521个差异表达基因参与到251条通路中,显著富集MAPK信号通路、Wnt信号通路和氧化磷酸化等通路,雌虫和第三期幼虫比对中有6528个参与到251条通路中,显著富集新陈代谢通路、DNA复制和细胞周期等通路.差异表达基因功能聚类分析中,雌虫和虫卵在调控生长速率和生殖发育等方面高表达;第三期幼虫在防御机制和糖类代谢等方面高表达;且3个发育阶段均在胚胎发育,胚后发育中富集高表达,其中在胚胎发育和胚后发育中分别有242和202个相关功能基因在3个发育阶段都表达,这些基因可能在胚胎(后)发育过程中起核心作用.此外,获得了9种异时性基因(如:LIN-28、LIN-14和RHEB-1等)、48个核激素受体(NHRs),包括NHR-49,NHR-48,NHR-40,NHR-1等以及36个锌金属蛋白酶(NAS),包括NAS-36、NAS-33和NAS-14等,并对其在斯氏副柔线虫虫卵、第三期幼虫和雌虫中的富集程度进行分析,发现这些基因在维持线虫正常生长发育过程中发挥关键作用,[结论]利用RNA-seq技术对3个发育阶段的斯氏副柔线虫进行测序和生物信息学分析,研究了不同发育阶段虫体的差异表达基因在GO功能分类、KEGG代谢通路和基因功能聚类等方面的生物学特性,筛选出多种异时性基因和发育相关重要基因,为后续开展斯氏副柔线虫功能基因组学研究,虫体与宿主互作、致病机制、免疫逃避等研究提供了理论依据.