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中国鲎是珍稀濒危水生节肢动物。中国鲎胚胎发育过程已经清楚,但胚胎发育调控的分子机理缺乏研究。本研究旨在挖掘中国鲎胚胎发育组织分化过程中重要的miRNA,揭示中国鲎胚胎发育调控的机理,为 miRNA代谢机制的深入研究提供基础资料,同时为阐明中国鲎胚胎发育的滞育和解滞育的调控机理提供新的思路。 本研究以中国鲎为实验材料,模拟野外中国鲎繁殖的生态习性和环境条件,使亲鲎在实验室条件下配对和产卵。取处于胚胎发育阶段组织分化期的第一次胚内蜕皮期(Tt01)、第二次胚内蜕皮期(Tt02)、第三次胚内蜕皮期(WT03)和快速生长期(第四次胚内蜕皮期)(WT04)的胚胎,采用solexa技术进行高通量测序。测序片段去除3’接头序列、测序碱基长度小于15 nt的序列和垃圾序列后,进行Rfam数据库和重复序列筛选。最后把所有的片段进行注释分类,找到4个阶段中所有的miRNA,构建4个阶段的表达谱,进行表达差异分析和保守性分析。对未知的 miRNA进行预测分析,包括二级结构预测,表达差异分析和靶基因预测,然后进行 GO功能注释和 KEGG通路分析。运用实时荧光定量RT-PCR技术对部分miRNA进行实验验证,以此验证solexa测序结果的可靠性。主要结果如下: 1.已知miRNA鉴定及差异表达分析 本研究共发现了9个已知miRNA,其中bmo-miR-10-5p_L+1、bmo-miR-10-3p_L-1R-1、lmi-miR-9a-5p_R-1和tca-miR-9a-5p_R+1表达丰度最高,对其进行差异表达分析后,发现其在4个阶段的表达量有很大差异。其中miR-10家族与胚胎血管形成、组织生长有关, miR-9a家族与胚胎组织分化有关。 2.未知miRNA的预测分析 本研究在4个胚胎发育分化阶段共发掘出4835个新发现的miRNA。其中198个未知miRNA序列在节肢动物门中存在保守性,但其前体序列在不同的物种中存在不同的序列碱基组成。在上述198个未知miRNA中挑选37个表达丰度高的miRNA构建表达谱并做进一步分析。推测部分miRNA与中国鲎胚胎发育组织分化有关,分别是miR-375、miR-184、miR-7、let-7、miR-92a、miR-2a、miR-133、miR-34,其中miR-375与组织生长有关,miR-184和miR-7与组织分化有关,let-7与胚胎后期发育成三叶虫幼体有关,miR-92与血管生成有关,miR-2a与胚胎细胞凋亡有关,miR-133与胚胎中骨骼肌细胞分化有关, miR-34与癌细胞生长和扩散有关。 有89个新miRNA的成熟体序列无法比对到目前公布的节肢动物门基因组上,本文暂未做研究;有4548个未知 miRNA的成熟体序列和前体序列均未被报道过,为全新未知miRNA。在上述4548个未知miRNA中挑选表达丰度高的15个miRNA构建表达谱,并做进一步分析。运用RNAfold软件预测miRNA前提二级结构,发现这15个miRNA都具有典型的二级茎环结构。对这些miRNA进行靶基因预测,其中13个miRNA预测到了靶基因。 3.验证部分miRNA 挑选出4个在Tt01、Tt02阶段差异表达的miRNA,采用实时荧光定量RT-PCR技术,得到其在Tt01、Tt02阶段差异表达倍数,并与solexa测序结果相比较。结果表明,solexa测序结果是可靠的。