长牡蛎温度应激响应相关基因的初步研究

发布时间：2017-11-01 20:16

  本文关键词：长牡蛎温度应激响应相关基因的初步研究

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【摘要】：长牡蛎(Crassostrea gigas)是一种典型的在潮间带营固着生活的物种,它的生活环境决定了它要遭受来自环境的强烈应激。因为需要长时间暴露在空气中,牡蛎对温度变化有一个很广的适应范围。但是到目前为止,对于长牡蛎的广温适应性机制,无论是细胞层面还是分子层面,都鲜有深入的研究。在本研究中,我们利用本实验前期所做的长牡蛎基因组数据以及温度应激转录组数据,进一步分析了长牡蛎在高温以及低温下的基因表达,筛选出了33个温度应激相关基因,其中主要包括热激蛋白基因以及凋亡相关基因等;另一方面,我们选取了10个应激相关的基因家族,在11个不同物种之间分析了它们的基因数量以及序列,着重分析了长牡蛎基因组中热激蛋白70家族基因。对于筛选出的33个温度应激相关基因,我们分别设计了长牡蛎高温(35℃)和低温(5℃)应激实验,用荧光定量PCR方法研究了这些基因的表达模式,结果发现:(1)在高温应激实验中,受高温诱导表达的基因在应激的0.5 h表达量就显著上升,但是它们的表达峰值却是在应激恢复期出现;(2)这些基因在短时间低温应激中表达量变化较小,但是在长时间低温应激的3 d左右时出现最高表达量;(3)在经历2天的应激恢复期后,再次对长牡蛎做相同的高温应激时,这些受高温诱导基因的表达量变化却很小,而且此时牡蛎的死亡率也比第一次应激时要低很多。这些结果说明牡蛎对高温应激具有可塑性,且这种可塑性与温度应激相关基因的表达有关。我们也进一步确定了热激蛋白基因和凋亡相关蛋白在长牡蛎抗应激系统中的重要作用。对于10个应激相关的基因家族在11个不同物种之间分析结果表明,这些基因家族存在谱系特异的扩张,这说明基因家族扩张与跟物种的适应性相关,即暗示了物种的适应性进化。综合上述结果,由基因表达而表现出的可塑性以及适应性进化两方面原因可能在长牡蛎抗应激系统的发展中起到重要的作用。已有文献报道认为,热激因子HSF1可能是调控HSP在受应激时表达的重要转录因子之一。我们通过ChIP-seq方法对HSF1所结合的DNA序列进行了分析,结果发现5个HSP蛋白与HSF1存在相互作用,除热激蛋白外,HSF1可能还调控其他基因,它可能在长牡蛎抵抗多种不同应激的过程中起到重要作用。
【关键词】：牡蛎 高温 低温 基因表达 ChIP-seq 热激蛋白
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(海洋研究所)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S917.4
【目录】：

• 致谢4-6
• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第1章 绪论13-20
• 1 长牡蛎及其适应性13-15
• 1.1 牡蛎与长牡蛎13-14
• 1.2 长牡蛎的分布与抗逆性14-15
• 2 牡蛎温度适应的研究现状15-19
• 2.1 牡蛎的温度适应研究15-17
• 2.2 长牡蛎基因组与其耐受性17-19
• 3 本研究的目的意义19-20
• 第2章 长牡蛎温度应激下的转录组表达谱分析20-38
• 1 引言20
• 2 材料与方法20-23
• 2.1 温度应激转录组表达谱的分析20-22
• 2.2 不同物种间应激相关基因的分析22-23
• 3 结果与分析23-36
• 3.1 温度应激表达谱分析23-30
• 3.2 不同物种间应激相关基因的分析比较30-36
• 4 小结36-38
• 第3章 长牡蛎温度应激相关基因的表达验证38-66
• 1 引言38
• 2 材料与方法38-41
• 2.1 牡蛎材料38
• 2.2 实验方法38-41
• 3 结果与讨论41-65
• 3.1 内参基因的筛选41-43
• 3.2 温度应激相关基因的表达分析43-65
• 4 小结65-66
• 第4章 长牡蛎热激因子HSF1的ChIP-seq研究66-84
• 1 引言66-68
• 2 材料与方法68-73
• 2.1 HSF1蛋白抗体的蛋白印记法检测68-70
• 2.2 HSF1的ChIP实验70-72
• 2.3 HSF1的ChIP-seq测序与分析72-73
• 3 HSF1的ChIP-seq结果与讨论73-83
• 3.1 ChIP-seq测序原始数据的整理73-78
• 3.2 ChIP-seq测序数据的生物信息学分析78-83
• 4 小结83-84
• 第5章 长牡蛎热激蛋白70家族的基因克隆84-100
• 1 引言84
• 2 材料与设备84-86
• 2.1 牡蛎材料84
• 2.2 主要化学试剂及试剂配制84-85
• 2.3 仪器设备85-86
• 3 长牡蛎总RNA的提取以及cDNA第一链的合成86-87
• 3.1 实验用具预处理86
• 3.2 总RNA提取及cDNA第一链的合成86-87
• 4 HSP70家族基因的克隆与序列分析87-95
• 4.1 基因片段的克隆87-90
• 4.2 基因 3’端序列的RACE克隆90-91
• 4.3 基因 5’端序列的RACE克隆91-94
• 4.4 基因序列的分析94-95
• 5 结果与讨论95-100
• 5.1 长牡蛎HSP70家族基因序列分析95-99
• 5.2 讨论99-100
• 参考文献100-108
• 附录 ChIP-seq结果中找到对应长牡蛎基因ID的785个peak信息108-119
• 作者简介119-120
• 攻读学位期间发表的学术论文与研究成果120

【参考文献】

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 王海艳;中国近海常见牡蛎分子系统演化和分类的研究[D];中国科学院研究生院（海洋研究所）;2004年

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本文编号：1128358