论文部分内容阅读
盲虾Rimicaris exoculata是大西洋中脊热液口特有物种。2011年南大西洋SMAR01站位大规模盲虾种群的发现,表明该种在跨度达9000多公里的大西洋中脊上形成几个大种群。因此,其种群间时间和空间的联系一直吸引着海洋生态学家的关注。之前盲虾种群联系的研究集中于北大西洋中脊的种群(只涉及到极少数的赤道以南的盲虾个体),而且赤道附近巨大的Romanche转换断层被认为是热液口底栖生物迁移的阻限。本研究首次结合mtCOI基因和11个微卫星位点,运用系统发育分析、谱系生物地理学以及遗传变异参数的方法对南大西洋中脊盲虾种群进行较大规模的种群遗传分析。结果显示:(1)共获得SMAR01种群34个个体的mtCOI基因片段序列和32个个体的微卫星位点多态性数据,其中共获得mtCOI单倍型12个,包含1个优势单倍型(Hap5);在11个微卫星位点共检测到130个等位基因。(2) SMAR01种群整体表现为高的单倍型多样性(0.754)和低的核苷酸多样性(0.0024),mtCOI单倍型网络分布图显示为星状结构,优势单倍型位于拓扑结构的中心,错配分布表明其群口历史符合突然扩张模型。四个微卫星位点观测杂合度显著低于预期杂合度,显示出偏离哈德温伯格平衡。(3)与北方种群对比分析表明,SMAR01种群特有的单倍型比例较高。其与北方种群间的Fst值显著大于0,表明存在一定程度的分化。尽管计算显示SMAR01种群与北方种群间的基因流仍较高(8.17—27.03),但却显著低于其它种群间的值。说明这个程度的基因流可能无法阻止SMAR01种群遗传分化的趋势。(4)对11个微卫星位点FCA分析的结果也表明SMAR01种群有分化的趋势。这趋势比之前研究中,SM06站位少量个体表现的微弱分化现象更加明显。但赤道以南盲虾种群的分化是否跟距离有关还不能确定。(5)所有分析样本的错配分布图符合突然扩张模型的预期,中性检验Tajima’s D在所有站位都显著小于0。但同时发现,SMAR01种群Tajima’s D值为负的显著性明显不如其它北方种群或整个群体。这说明,伴随盲虾种群近期的大范围扩张后,南北种群间的联系有削弱的趋势。盲虾在大西洋中脊的密集分布说明其能很好适应热液口的极端环境。microRNA通过调节基因表达,广泛参与到各个生命过程,包括发育、环境适应机制和进化等。鉴于盲虾特殊的适应能力和进化上的独特地位,我们应用高通量测序对盲虾microRNA进行深度发掘。主要结果如下:(1)在所有135条高中表达的microRNA中,盲虾与其它物种(miRBaseV20.0)保守的有101条,其余34条为盲虾特有。101条保守的microRNA中,27条在两侧对称动物中普遍存在(Ⅰ组,如miR-100和let-7等);10条在原口动物中普遍存在(Ⅱ组);15条只限于在节肢动物有分布(Ⅲ组)。其中包含三条在之前的研究中被证明是甲壳类已丢失或者未检出的microRNA (miR-2001,miR-83和miR-235)。(2)本研究针对盲虾microRNA的臂的选择和异构体的出现等特征进行了初步分析。表明盲虾microRNA有微弱的5’臂选择倾向,这还有待进一步发掘和验证。盲虾中异构体较为频繁,尤其以3’端存在碱基添加、缺失或突变的异构体居多。其中miR-9家族是盲虾体内异构体最多的家族,共发现9种异构体。为了研究甲壳动物在病毒侵染下是否能诱导产生具有抑制病毒复制的活性化合物以作为对其先天免疫机制的补充,本研究选用日本对虾进行病毒的侵染诱导。通过气相色谱-质谱联用(GC-MS)来筛选实验组和对照组差异表达的化合物,并对其抗病毒活性功能进行验证,最终筛选得到2-吡啶甲酸。发现在注射高浓度2-吡啶甲酸(200mM,50μl)和病毒后,对虾体内病毒拷贝数明显低于对照组,这种低病毒拷贝数的状态在20℃环境中维持了48h。虽然具体机制仍未知,本研究发现对虾能自身合成化合物用以抵御病原的侵染和复制。