中国圆田螺Dmrt、Sox和Wnt基因家族鉴定及其在性腺组织中的表达模式分析

摘要

有性生殖是多细胞动物物种繁衍的普遍方式。本研究以大型淡水贝类中国圆田螺(Cipangopaludina chinensis)为例，从全基因组层面鉴定与中国圆田螺性别分化相关的Dmrt(double-sex and mab-3 relatated transcription factor)、Sox(sry-related high mobility group box)和Wnt(wingless-type mmtv integration site family)基因家族并分析其特点、演化及在性腺中的表达模式。结果显示中国圆田螺CchDmrt、CchSox和CchWnt基因家族分别含有3个、 5个和10个成员，主要分布于2号、 3号、 5号、 7号和9号染色体上。选取腹足纲代表性物种构建系统进化树，结果显示Dmrt、Sox和Wnt各亚家族分布聚类在一起，其中中国圆田螺与铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)亲缘关系最近。3个基因家族中，CchSox10、CchWnt5和CchWnt7受到正选择作用，相对进化速率较快。三维结构分析显示CchDmrt和CchWnt基因家族编码的蛋白质较为保守，而CchSox基因家族编码的蛋白质之间则存在一定差异性，提示其存在功能差异。雌雄性腺转录组表达分析显示，CchSox5、CchWnt2和CchWnt16在精巢中的表达量高于卵巢的，并形成差异表达基因，而CchDmrt4、CchSox2、CchSox10、CchSox12和CchFoxl2基因则相反，说明不同家族成员在性腺发育中的作用不同。选取差异表达基因进行实时定量PCR(real-time quantitative PCR, RT-qPCR)验证，结果与转录组结果一致。本研究鉴定了中国圆田螺Dmrt、Sox和Wnt等性别决定相关基因，为其功能研究和中国圆田螺遗传育种研究提供基础资料。

关键词

中国圆田螺 / 性别 / Dmrt / Sox / Wnt