以次世代定序分析橈足類之基因轉錄體(短角異劍水蚤與雙葉紡錘水蚤)

  • 朱 育民

Student thesis: Doctoral Thesis

Abstract

橈足?(節肢動物門:甲殼綱)為海洋裡最多的後生動物,種?約一萬三千種。橈足?在食物鏈中均扮演著重要角色,且由於體型小,富含高度的長鏈不飽和脂肪酸(如DHA與EPA),為仔稚魚在早期生長階段重要的餌料生物。本研究以次世代定序與生物資訊學技術對台灣二種常見的餌料橈足類生物;短角?劍水蚤(Apocyclops royi)與雙葉紡錘水蚤(Acartia bilobata) 進行de-novo基因轉錄體定序與分析,同時探討二種橈足類蛋白質編碼基因的同義密碼子使用偏性模式,並由基因資料庫選取3種橈足類物種(Calanus rogercresseyi、 Lepeophtheirus salmonis、 Tigriopus japonicus)及外群Daphnia pulex進行橈足類多基因的親緣關係探討。利用Illumina HiSeqTM 2000對短角?劍水蚤及雙葉紡錘水蚤進行定序,產生53 363 934及55 433 040 reads序列,經組裝後分別產生35 363 unigene (mean size: 941 bp N50 size: 1 547 bp)與35 442 unigene (mean size: 878 bp N50 size: 1 6007 bp)。 KEGG pathway顯示,短角?劍水蚤可能有能力將linoleic acid (C18:3 n-3)經脂肪酸合成路徑轉換成EPA和DHA。鹽度是甲殼類生物存活的重要環境因子,本研究進一步分析與2種橈足類與鹽度適應有關的基因差異表現,共有Na+/K+-ATPase、H+-ATPase與ATP synthase等相關基因其表現量具有明顯的差異,A bilobata從高鹽進入低鹽的鹽度差異大於A royi,在滲透壓調節相關基因的表現量A bilobata均大於A royi,此現象符合甲殼類對滲透壓調節之研究。 在密碼子使用偏性分析結果顯示,雙葉紡錘水蚤的密碼子使用上則存有較大的偏性,但短角異劍水蚤在密碼子使用上並無太大的偏性,二種橈足類在基因間密碼子使用上存有的差異,這也意味著影響橈足類密碼子使用特徵因素的複雜性。本研究利用MEGA軟體建構5種橈足類的gene tree來探討橈足類物種多基因的親緣關係,共有31 gene產生20 gene tree模式,其中有14個gene tree呈現C rogercressyi與L salmonis親緣關係最為接近,佔gene tree 親緣模式的最大量,符合Caligus與Lepeophtheirus在分類上屬於同科物種(Caligidae)之親緣關係。以此進一步分析,{{{(Ca Le) Ti} Ap} Ac} Da 與 {{{(Ca Le) Ap} Ti} Ac} Da 共有7個gene tree,其親緣關係呈現 Siphonostomatoida、Calanoida、Cyclopoida與Harpactiocoida各為獨立系群之模式,5種橈足類的共祖時間約為454 3-457 4百萬年前。本研究的基因轉錄體資料,有助於對橈足類在基因層次上更進一步的認識與了解,並可提供橈足類未來科學研究上之參考依據。
Date of Award2015 Feb 11
LanguageChinese
SupervisorTzen-Yuh Chiang (Supervisor)

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以次世代定序分析橈足類之基因轉錄體(短角異劍水蚤與雙葉紡錘水蚤)
育民, 朱. (Author). 2015 Feb 11

Student thesis: Doctoral Thesis