中华锯齿米虾具有体型小,生命周期短,易于饲养等特点,已逐渐成为研究甲壳动物繁殖,毒理和环境适应的良好实验材料。然而,长期以来,其遗传信息挖掘受限于现有数据,尤其是二代转录组测序技术因读长有限,导致基因组复杂区域拼接困难、转录本结构解析不准确及低丰度转录本易被忽视等问题。而三代转录组测序具有长读长优势,可以提高拼接准确性与完整性,从而深度探究基因表达方式的多样性及复杂调控机制。
张继泉/孙玉英课题组首次利用PacBio SMRT测序技术,对中华锯齿米虾的多种组织进行全长转录组测序,共获得了5831条转录本,N50为3697 bp,相比二代测序结果有明显提高。其中,1445条转录本在常用的七大功能数据库(NR、NT、Pfam、KOG、Swiss-Prot、KEGG、GO)中得到注释。此外,本研究预测出1236个可变剪接事件、344个转录因子及124个长链非编码RNA。通过对转录组进行深度分析,本研究特别关注到一种参与蛋白质泛素化的关键基因家族—RING finger protein NHL-1。通过可变剪接分析,揭示了中华锯齿米虾NHL-1具有15种不同的转录本,最长的转录本为4995 bp,编码1665个氨基酸。系统发育分析显示中华锯齿米虾NHL-1与其它甲壳动物中的同源蛋白具有密切关系,暗示了其功能的相似性。以上发现不仅拓宽了对中华锯齿米虾基因表达调控机制的理解,也为后续的功能基因组学研究奠定了基础。
上述成果于2024年5月22日发表在Biology上。河北大学2021级博士研究生邢珂凡为论文第一作者,张继泉研究员和孙玉英教授为论文通讯作者,相关研究得到国家自然科学基金、河北省重点研发计划和河北省自然科学基金等资助。
论文信息:Xing KF, Li HM, Wang XF, Sun YY*, Zhang JQ*. 2024. A Full-Length Transcriptome and Analysis of the NHL-1 Gene Family in Neocaridina denticulata sinensis. Biology 13(6), 366; Doi: 10.3390/biology13060366.(IF: 4.2)。
图1 中华锯齿米虾全长转录本的数据库注释情况
图2 中华锯齿米虾全长转录本的KEGG通路功能注释
图3 中华锯齿米虾长链非编码RNA的预测
图4 中华锯齿米虾15条NHL-1转录本
图5 中华锯齿米虾NHL-1的系统发育分析