鹿角珊瑚幼体附着及生长发育过程中基因表达对海洋酸化胁迫响应的研究

海洋酸化正深刻地影响着各种海洋生态系统，珊瑚礁生态系统就是其中最具代表性的一个。本项目的研究目的是要了解在海洋酸化胁迫下鹿角珊瑚幼体附着及生长发育过程中的基因表达的响应差异。鹿角珊瑚幼体附着及生长发育过程中最重要的两个生理期分别是附着变态期和骨骼形成及钙化期。采用抑制性消减杂交技术（suppression subtractive hybridization, SSH），分别选取这两个时期天然和酸化胁迫条件下的珊瑚幼体，筛选差异表达基因。根据A. robusta的幼体发育生物学特征选取各发育阶段的节点，采用q-RT-PCR技术对筛选出的差异基因以及文献报道的关联基因进行表达分析，检测这些基因在不同pH梯度的胁迫环境下，在不同对比组的幼体中的表达调控情况；同时对相应对比组的幼体的相关表征性状进行测量，从而更全面的探讨海洋酸化对鹿角珊瑚幼体附着及生长发育过程中基因表达的影响。

本项目的研究目的是要了解在海洋酸化胁迫下鹿角珊瑚幼体附着及生长发育过程中的基因表达的响应差异。利用Illumina高通量测序平台，进行芽枝鹿角珊瑚Acropora gemmifera幼体转录组测序和数据组装。根据A. gemmifera的幼体发育生物学特征选取各发育阶段的节点，对筛选出的差异基因进行表达分析，检测这些基因在不同pH梯度的胁迫环境下，在不同对比组的幼体中的表达调控情况；同时对相应对比组的幼体的相关表征性状进行测量，从而更全面的探讨海洋酸化对鹿角珊瑚幼体附着及生长发育过程中基因表达的影响。以三亚鹿回头造礁石珊瑚A. gemmifera幼体为实验对象，在岸基半原位条件下进行，理化条件与自然海区基本一致。实验设置了3个pH梯度，每个梯度间的差值为0.3，可参考的梯度分别为pH8.13、pH7.82、pH7.53，pCO2数值分别为(389, 700, and 1214 μatm) ，并在幼体不同的发育阶段观察、记录其生长发育情况。结果显示，附着57天，pH8.1组幼体直径大小1182.1700±12.69276（SE）μm，pH7.8组为1110.3867±3.72988（SE）μm，pH7.5组为1079.3833±13.28863（SE）μm。随着发育时间延长，生长发育差异显著性呈上升趋势。以骨骼发育至4轮合隔桁时期所占幼体比例为参照分析幼体骨骼发育状况，幼体骨骼发育差异显著（P<0.05）的分别为：11-28天，pH8.1与pH7.5；15-21天，pH8.1与pH7.8；15-28天，pH7.8与pH7.5。我们利用发育至5天并已经变态附着的幼体建立转录组，对获得的Unigene进行功能注释、分类和代谢通路分析。组装结果中转录本的数目为64556，组装指标显示平均转录本长度914 碱基，N50值为1612 碱基；总共获得50097个基因，其中在相近物种中已经有相关功能注视的基因有2529个。GO分析的结果显示，转录的基因主要与生物过程，细胞组分和分子功能相关。基于KEGG数据库的相似性比对结果，我们筛选了25个主要差异表达基因，包括CaM、CaMKII、PKA、CaV2、Ferritin、DMT1等，分别属于矿物吸收，内分泌等因素调节钙的重吸收，抗利尿激素调节水的重吸收，近曲小管重碳酸盐回收，破骨细胞分化等有机体系。