杂色鲍幼虫变态分子机制的转录组学分析

幼虫变态是鲍生活史中由浮游生活转为底栖生活的关键时期，对鲍的发育、生态分布和进化具有深远的影响。目前已知决定和影响幼虫附着变态过程的基因和信号分子种类和数量众多。但调控这一过程的分子网络和机制还尚未建立，缺乏对调控这一细胞过程的整体认识。最近快速发展的高通量测序技术以及实时定量PCR芯片技术为解析这一过程提供了技术途径。本课题将在已有的鲍cDNA文库、EST数据库的基础上，运用新一代高通量测序方法（Solexa）大规模测定杂色鲍面盘幼虫、"感受态幼虫"(competent larva)和变态后稚鲍的转录组并进行分析和功能注释，对有潜在意义的序列设计实时定量PCR引物，制备成高表征、高通量实时定量PCR芯片。运用该芯片分析杂色鲍幼虫在变态过程中基因表达谱，筛选与变态相关功能基因，并构建上述基因的相互作用网络，探讨杂色鲍幼虫变态的分子调控通路。

本项目完成了计划的所有目标。获得了杂色鲍幼虫转录子6.9万条，远远大于计划目标的8000条。通过比较3个发育阶段的表达谱，筛选了767条变态差异表达基因。用制备的实时定量PCR芯片获得了，获得了170多个重要变态候选基因的表达情况，其中包括胰岛素/胰岛素样生长因子信号通路、甲状腺激素信号通路及细胞凋亡通路等20多基因。根据上述获得表达结果，构建了杂色鲍幼虫变态相关基因表达谱系和相互作用网络。通过候选基因表达谱系的分析，发现幼虫神经系统的完善对于幼虫发育和变态具有重要作用。L-多巴、肾上腺素和谷氨酸等可能作为神经递质或内分泌激素发挥了重要作用。在变态过程中幼虫的能量需求可能维持在一个比较低的水平，机体整体上蛋白合成也处于较低的水平。甲状腺激素信号和胰岛素/胰岛素样生长因子信号通路通路参与幼虫的变态过程。其中IGFBP7表达时空模式及下调表达降低变态率，表明其可能是一个变态关键基因。这些过程的具体机制需要进一步研究，为以后研究指明的努力方向。本项目的部分研究结果已经整理发表了7篇学术论文，其中4篇被SCI收录，2篇核心期刊。在全国性会议上做口头报告6次。培养3名硕士生毕业。