條斑紫菜功能基因組特性與抗逆相關基因表達分析.pdf

1、紫菜是世界栽培海藻中最具經(jīng)濟價值的紅藻之一。同時，條斑紫菜還是一種很好的遺傳學和分子生物學研究對象。近年來，條斑紫菜相關研究進展迅速，取得了一批創(chuàng)新性的成果，國內外學者先后發(fā)布了21，954條斑紫菜表達序列標簽(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特性尋找條斑紫菜生長、抗逆等相關基因，我們對公共數(shù)據(jù)庫中的21，954條條斑紫菜EST序列進行了拼接和功

2、能注釋，并進行了相關分析，結果表明：條斑紫菜的孢子體主要進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行蛋白的合成等氮代謝和物質的累積等生長活動，而這些差異可能是兩個世代形態(tài)結構、生理生化和遺傳特性等方面差異的諸多原因中的一個可能的原因。 基因表達譜芯片技術，具有高通量快速性的特點，可以同時處理分析大量實驗樣本，在生物功能基因組研究中發(fā)揮了巨大的作用，它們己被廣泛應用于組織特異性基因表達譜分析、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域。因此，我們借鑒其它生物成功的經(jīng)驗，利用條斑紫菜表達譜cDNA芯片研究了條斑紫菜在不同失水水平下的基因表達譜變化，以期了解失水脅迫下，條斑紫菜的生理變化和適應性，在條斑紫菜配子體的整個失水過程中，大約有8.74％-11.09％的基因上調，而下調基因的數(shù)量在各個階段變化較大。在干出起始階段(失水率10％)，7.89％的基因下調。在干出中前期(失水率20％，30％)，大約5.76％-5.97％的基因下調。當失水

4、率達到40％-50％時，下調基因的數(shù)量增長到8.96％-10.45％。在干出末期(失水率60％)，只有4.05％的基因下調。得到了一批與抗失水脅迫相關的基因。結果表明：短期干出有利于條斑紫菜的生長，長期干出對條斑紫菜的生長有害。 本研究首次克隆了條斑紫菜的鈣調素基因，并進行了相關分析，結果表明：條斑紫菜鈣調素基因cDNA序列長度為603個堿基，包含一個由456個堿基組成的完整的開放閱讀框，可翻譯成151個氨基酸殘基和終止密碼子U

5、GA，另外包括125個堿基的5'UTR部分序列和22個堿基的3'UTR部分序列。該基因在基因組中序列長度為1231個堿基，結構基因部分長度為1084個堿基，由2個外顯子和1個內含子構成。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82.23％：序列中包含四個螺旋.環(huán).螺旋(EFhand)的Ca<'2+>感受器序列，預測分子量為16688.72道爾頓，等電點為4.222。條斑紫菜鈣調素基因編碼區(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高。由系統(tǒng)發(fā)生分析可知，條斑紫菜鈣調素基因與兩種衣藻的同源基因同源性最近(99％ML，94％MP，99％NJ)。本研究加深了對條斑紫菜遺傳基礎的認識，為選育具有抗病、抗逆和高品質等優(yōu)良性狀的條斑紫菜新品種提供了有價值的信息，有利于推動紫菜養(yǎng)殖