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《中国农业科学院》 2018年
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基于多组学数据对福寿螺生物入侵机制的探究

刘聪辉  
【摘要】:福寿螺作为《国家重点管理外来入侵物种名录》的成员之一,在我国南方各省广泛分布,并且已经形成了具有不同适应能力的地理种群。因为具有生长速度快,抗环境压力能力强,产卵量大和适应生态幅宽的特征,福寿螺在世界各地广泛入侵并造成了巨大的经济损失。但是对于其入侵的机制,却一直未能揭开。本文利用三代Pacbio测序,成功拼接完成了 440 Mb的福寿螺基因组,另结合Hi-C技术将基因组组装为染色体级。结合对基因家族、重复序列、转录组和肠道宏基因组的分析,从内在优势假说、竞争力增强假说、新式武器假说和互利助长假说阐释了寿螺入侵的分子机制。内在优势假说方面,通过33份转录组的WGCNA(共表达网络)分析,福寿螺在响应环境压力和免疫策略时,核心调控元件采用的是一种能量补偿策略。食欲肽、肠促胰酶肽、多巴胺、促甲状腺激素释放激素受体处在最为核心的调控位置,意味着福寿螺在受到环境或免疫压力时,能利用神经激素调节,刺激食欲并增进能量转化,以补偿对抗压力时的能量损耗。另外福寿螺还有较强大的细胞稳态系统和免疫系统。竞争力增强假说方面,福寿螺的基因组上有快速进化和可塑性特征。福寿螺特别含有一个,DNA转座子的近期扩张峰,且其相关基因表达活性增强。CYP450家族出现扩张,并在2U亚家族出现快速进化的趋势。另外CYP450家族基因在响应环境刺激和免疫刺激时展现出多功能的表型可塑性。新式武器假说方面,福寿螺能够利用卵中的独有的卵黄外周蛋白以提供保护性的神经毒素和红色警示蛋白。互利助长假说方面,福寿螺的肠道微生物能够在苯环类物质的解毒和纤维素的消化方面提供辅助,以增强福寿螺的环境适应能力和扩大能量的来源。本研究结果将推进和深化福寿螺入侵机制的研究,并为其他入侵物种提供参考;也将为福寿螺防控方法的开发提供理论依据,以保障我国生态安全、农业生产和人体健康。
【学位授予单位】:中国农业科学院
【学位级别】:博士后
【学位授予年份】:2018
【分类号】:Q953

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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