條斑紫菜功能基因組特性與抗逆相關(guān)基因表達(dá)分析.pdf

1、紫菜是世界栽培海藻中最具經(jīng)濟(jì)價(jià)值的紅藻之一。同時(shí)，條斑紫菜還是一種很好的遺傳學(xué)和分子生物學(xué)研究對(duì)象。近年來，條斑紫菜相關(guān)研究進(jìn)展迅速，取得了一批創(chuàng)新性的成果，國(guó)內(nèi)外學(xué)者先后發(fā)布了21，954條斑紫菜表達(dá)序列標(biāo)簽(ESTs)，克隆了一批重要的功能基因，為深入了解條斑紫菜遺傳特性提供了條件。 為了深入了解條斑紫菜不同世代的基因表達(dá)特性尋找條斑紫菜生長(zhǎng)、抗逆等相關(guān)基因，我們對(duì)公共數(shù)據(jù)庫中的21，954條條斑紫菜EST序列進(jìn)行了拼接和功

2、能注釋，并進(jìn)行了相關(guān)分析，結(jié)果表明：條斑紫菜的孢子體主要進(jìn)行糖代謝等碳代謝和次生產(chǎn)物代謝，而條斑紫菜的配子體則主要進(jìn)行蛋白的合成等氮代謝和物質(zhì)的累積等生長(zhǎng)活動(dòng)，而這些差異可能是兩個(gè)世代形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理生化和遺傳特性等方面差異的諸多原因中的一個(gè)可能的原因。 基因表達(dá)譜芯片技術(shù)，具有高通量快速性的特點(diǎn)，可以同時(shí)處理分析大量實(shí)驗(yàn)樣本，在生物功能基因組研究中發(fā)揮了巨大的作用，它們己被廣泛應(yīng)用于組織特異性基因表達(dá)譜分析、新基因的克隆以及基因

3、組序列的功能注釋等許多研究領(lǐng)域。因此，我們借鑒其它生物成功的經(jīng)驗(yàn)，利用條斑紫菜表達(dá)譜cDNA芯片研究了條斑紫菜在不同失水水平下的基因表達(dá)譜變化，以期了解失水脅迫下，條斑紫菜的生理變化和適應(yīng)性，在條斑紫菜配子體的整個(gè)失水過程中，大約有8.74％-11.09％的基因上調(diào)，而下調(diào)基因的數(shù)量在各個(gè)階段變化較大。在干出起始階段(失水率10％)，7.89％的基因下調(diào)。在干出中前期(失水率20％，30％)，大約5.76％-5.97％的基因下調(diào)。當(dāng)失水

4、率達(dá)到40％-50％時(shí)，下調(diào)基因的數(shù)量增長(zhǎng)到8.96％-10.45％。在干出末期(失水率60％)，只有4.05％的基因下調(diào)。得到了一批與抗失水脅迫相關(guān)的基因。結(jié)果表明：短期干出有利于條斑紫菜的生長(zhǎng)，長(zhǎng)期干出對(duì)條斑紫菜的生長(zhǎng)有害。 本研究首次克隆了條斑紫菜的鈣調(diào)素基因，并進(jìn)行了相關(guān)分析，結(jié)果表明：條斑紫菜鈣調(diào)素基因cDNA序列長(zhǎng)度為603個(gè)堿基，包含一個(gè)由456個(gè)堿基組成的完整的開放閱讀框，可翻譯成151個(gè)氨基酸殘基和終止密碼子U

5、GA，另外包括125個(gè)堿基的5'UTR部分序列和22個(gè)堿基的3'UTR部分序列。該基因在基因組中序列長(zhǎng)度為1231個(gè)堿基，結(jié)構(gòu)基因部分長(zhǎng)度為1084個(gè)堿基，由2個(gè)外顯子和1個(gè)內(nèi)含子構(gòu)成。該基因編碼區(qū)密碼子的平均GC含量為.58.77％，第三位密碼子的GC含量高達(dá)82.23％：序列中包含四個(gè)螺旋.環(huán).螺旋(EFhand)的Ca<'2+>感受器序列，預(yù)測(cè)分子量為16688.72道爾頓，等電點(diǎn)為4.222。條斑紫菜鈣調(diào)素基因編碼區(qū)核苷酸序列與

6、Chlamydomonas incerta相似性最高(72.7％)，其次是萊因衣藻(72.2％)，氨基酸序列與C.incerta和萊因衣藻相似性最高(都是71.5％)，而與其它同源基因的相似性也相當(dāng)高。由系統(tǒng)發(fā)生分析可知，條斑紫菜鈣調(diào)素基因與兩種衣藻的同源基因同源性最近(99％ML，94％MP，99％NJ)。本研究加深了對(duì)條斑紫菜遺傳基礎(chǔ)的認(rèn)識(shí)，為選育具有抗病、抗逆和高品質(zhì)等優(yōu)良性狀的條斑紫菜新品種提供了有價(jià)值的信息，有利于推動(dòng)紫菜養(yǎng)殖