铜绿微囊藻对中华拟同形溞三种基因表达的影响研究

【摘要】：在全球变暖和富营养化下,蓝藻水华暴发是水体污染的重要环境问题。溞属种类在生活史和分子机制方面对环境胁迫因素均有一定的抗性,形成适应策略,还可以通过母体效应将这种抗性传递给子代。本文研究了铜绿微囊藻对中华拟同形溞三种基因表达的影响,主要结果如下:1、核受体基因是一种保守的超基因家族,参与生物体的生理代谢、生殖发育、稳态和资源分配。基于先前的转录组数据,共鉴定到中华拟同形溞18条核受体基因。随着铜绿微囊藻在食物中的比例增加,NR1 subfamily(E75a、E75b、HR3、HR96、NHR-1、HR97a、HR97g和NHR97)中基因表达下调的比例从54%(20%M+80%S食物组)上升到63%(40%M+60%S食物组)。在含有铜绿微囊藻组合中,NR2 subfamily(RXR、TLL、PNR和SVP)中的79%基因表达为下调,而NR6 subfamily的HR4基因均表达为下调。在3个克隆的18条NRs中有78%的基因在clone1和clone2的表达量变化趋势一致,42%的基因在clone3的表达量变化趋势与clone1和clone2均不相同。不同克隆和同一克隆不同核受体基因间的差异性暗示了中华拟同形溞个体对铜绿微囊藻具有不同的适应性和分子机制。2.Hox基因是后生动物中重要的转录调控因子,参与调控生物体的生长发育。基于先前的转录组数据,共鉴定到中华拟同形溞14条Hox基因,分别是HOX-1,CDX-1,HOXA2,HOXC7,HOXB7,Abd-B,HOXB3,HOX-2,D11,HOXC4,HOXA1,HOXD10,HOXB3-2 和 HOXC8。在 3 个食物组和 2 个克隆下,Clone 2的亲代在40%M+60%S食物组的存活率显著高于clone 1(P0.05),同时Abd-B,HOX-2,HOXA1和HOXB7基因在clone 2亲代的40%M+60%S食物组中相对于100%S食物处理组均表达上调,而在clone 1的40%M+60%S食物组中,仅HOX-2和HOXA1相对于100%S食物组表达了上调。在clone 1中,子代在40%M+60%S食物组的存活率显著高于亲代(P0.05),同时在子代的40%M+60%S食物组与亲代的20%M+80%S食物组中有6个基因(CDX-1、HOXC7、D11、HOXC4、HOXD10 和 HOXC8)表达为上调,且 HOXC7、D11、HOXD10 和 HOXC8 在子代的40%M+60%S食物组中的表达量显著高于100%S食物组(P0.05)。在铜绿微囊藻的胁迫下,Hox基因的表达信息在亲代和子代之间的传递暗示,暴露于铜绿微囊藻的中华拟同形溞亲代产生的子代在高浓度铜绿微囊藻下有更好的适应性,且不同克隆的个体间存在不同的适应性。3.卵黄蛋白原是卵黄蛋白的前体,卵黄蛋白原基因作为卵生动物相当重要的生殖类基因,通常在卵生雌体动物的性成熟时期特异性地进行表达。基于先前的转录组数据,共鉴定到中华拟同形溞13条卵黄蛋白原基因,分别是VG1-1,VG1-2,VG2-1,VG2-2,VG2-3,VG6-1,VG6-2,VG6-3,VG6-4,VGX2-1,VGX2-2,VGApoB 和 VG。其中具有完整 ORF 的是 VG1-1,VG1-2,VG2-1,VG2-2,VG2-3,VG6-1,VG6-2,VG6-3和VG6-4基因。在含铜绿微囊藻的食物组下,中华拟同形溞所有克隆的产幼溞总数、成熟体长和实验结束时体长均显著小于100%S食物组(P0.05),成熟时间均显著高于100%S食物组(P0.05)。在3个克隆中,亲代的卵黄蛋白原基因大部分上调。在各食物组下,子代的卵黄蛋白原基因表达大部分均高于亲代。这暗示了中华拟同形溞的卵黄蛋白原基因在生殖功能上的重要性和多样性,以及微囊藻胁迫条件下溞属的表型可塑性和生理可塑性。