幼虫、青年和成年日本医蛭不同生长阶段差异表达基因比较分析

作者：闫秀营; 任可; 马晓聪; 单会荃; 郑雅琳; 刘庆友^*; 周维官; 郑景辉^*

来源：南方农业学报, 2022, 53(10): 2714-2724.

• 日本医蛭
• 生长阶段
• 差异表达基因
• 转录组测序

【目的】筛选出调控日本医蛭生长发育的相关基因，揭示其生长发育、繁殖和抗凝分子机制，为后期开展日本医蛭养殖、生长发育及相关功能基因研究提供科学依据。【方法】以幼虫期(孵化10 d以内，HNL)、青年虫期(孵化后2个月左右，HNY)和成年虫期(孵化后2年左右，HNA)的日本医蛭为研究对象，利用Illumina HiSeq 4000平台对构建的cDNA文库进行转录组测序，按错误发现率(FDR)<0.05和|log2FC|>1的原则筛选差异表达基因(DEGs)，并进行GO功能注释分析和KEGG信号通路富集分析。【结果】使用3个时期的样本构建24个cDNA文库，共产生541124257条原始序列(Raw reads)，经Fastp质量控制及RNA-Seq组装，共获得20430个mRNAs转录本，并注释出88个新的mRNAs转录本。通过对日本医蛭不同生长阶段进行两两对比，共获得1348个差异表达基因，其中，在幼虫期—青年虫期(HNL vs HNY)中获得238个差异表达基因，在幼虫期—成虫期(HNL vs HNA)中获得976个差异表达基因，在青年虫期—成虫期(HNY vs HNA)中获得763个差异表达基因。幼虫期—成虫期的差异表达基因主要富集蛋白水解、肌球蛋白复合体、细胞骨架、几丁质代谢过程及对伤害的反应等GO功能条目上，以及苯丙氨酸/酪氨酸/色氨酸生物合成、丙烯酰胺转移酶等KEGG信号通路上。说明日本医蛭幼虫在生长过程中大量摄食并通过消化、代谢和合成物质为自身发育提供能量，而成年日本医蛭发育成熟后与其生长发育相关的代谢过程下调，且已适应环境，对于环境刺激的敏感度也有所降低。【结论】在幼虫期—成虫期(HNL vs HNA)获得的976个差异表达基因中，上调差异表达基因主要与肌肉发育相关，而与性腺发育或产卵调节及神经发育相关的差异表达基因具有明显周期特异性，其表达变化均与日本医蛭的生长发育有关。水蛭素和抗凝相关基因在青年期高表达，因此开展水蛭抗凝血能力研究时宜选用青年日本医蛭。

• 出版日期2022
• 单位广西中医药大学附属瑞康医院; 广西大学; 亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室