长江刀鲚洄游的嗅觉定向和生态型演化的分子机制

分布于长江的刀鲚存在着淡水定居和溯河洄游的2类生态型，前者是低值渔品，后者则是长江下游最名贵的水产品之一，生殖洄游是区别两者的行为标志。鱼类洄游依靠嗅觉定向，嗅觉能力由嗅觉受体（olfactory receptor,OR）基因及其数量所决定。转座子是近年快速发展的研究种群分化的有效工具之一。本项目从两方面研究刀鲚生态型的演化。1.采用转录组Illumina测序，对洄游生态型嗅觉器官特异表达的OR基因进行高通量筛选，Real-time PCR鉴定功能性的OR基因；EST-SSR标记和Southern-blot杂交分析OR基因的数量，建立基因数量与生态型的对应关系；2.利用转座子显示技术分析类Tc1转座子的插入和缺失，Dot-blot杂交分析类Tc1拷贝数和生态型的对应关系。本研究有望阐明长江刀鲚两个生态型间的嗅觉差异，弄清转座子对生态型分化及定型的影响，为长江刀鲚资源的管理提供科学依据。

一、项目背景和研究内容.长江刀鲚有淡水定居和溯河洄游2类生态型，前者是低值渔品，后者是名贵水产品，生殖洄游是区别两者的主要标志。鱼类洄游依靠嗅觉定向，嗅觉能力由嗅觉受体（OR）基因及其数量决定。转座子是研究种群分化的最有效工具之一。本项目从两方面研究刀鲚洄游机理和生态型演化。.1、采用转录组测序，对洄游型嗅觉器官特异表达的OR基因进行高通量筛选，建立基因数量与生态型的对应关系；.2、利用转座子显示技术，分析类Tc1拷贝数与生态型的对应关系。.二、预期目标.①筛选3-5个OR基因、8-10个与嗅觉功能相关的EST－SSR分子标记；.②初步弄清生殖洄游的嗅觉定向机制，阐明定居型形成过程中类Tc1转座子作用；.③申请EST-SSR和转座子标记专利2项；.④发表论文6-8篇，其中SCI收录4篇，培养硕博士4-6名。.三、完成情况.1、调研并掌握了嗅觉受体基因研究进展，发表了国内首篇鱼类嗅觉基因的综述性文章。.2、测定刀鲚繁殖期6个嗅囊转录组，获得约30G序列数据。详细分析了其中2个转录组，基本弄清了刀鲚嗅囊转录组的基因结构与功能。.3、分析了刀鲚OR基因的4个家族。克隆了全部6个V1R基因，其中V1R2、V1R3和V1R4具有物种特异性。首次发现刀鲚V1R-3有多拷贝性，与定居与洄游型的分化有联系。6个V1R均在嗅囊中高表达。.4、克隆、分析了4个刀鲚MOR基因及其组织表达，发现均在嗅囊中特异性高表达。.5、鉴定出52条刀鲚OlfC基因，基本都在嗅囊中特异性高表达，多数基因还在洄游型嗅囊中有上调表达现象。.6、创建了一种利用PCR技术和磁珠捕获转座子全长的新方法。.7、阐述了逆转座子插入对刀鲚种群结构的影响。分离出一种逆转座子SINE，对6个种群进行研究，发现5个标记在生态型间具有多态性，2个表现为插入和缺失，并与定居与洄游种群的分化相联系。.8、在37尾刀鲚中获得115个rpS7克隆、122个ITS1克隆。研究表明，rps7具有更丰富的分子演化特征，可用于不同生态型鉴定的分子标记。.9、已发论文11篇、其中SCI收录6篇，录用1篇、投寄3篇（本）；培养硕博士7名；申请发明专利2项；其中1篇SCI文章已被引用41次，以第二完成者获得上海市技术发明一等奖，完成了预定指标。