近江牡蛎HSP70基因对污染物反应强度个体差异的5'调控区序列多样性及遗传标记

近江牡蛎作为南方近岸海域合适的海洋环境监测生物，其潜在污染预警分子HSP70基因对污染物反应广泛且灵敏，但研究发现该基因对污染物的响应信号强度存在较明显个体差异，有时差别很大，在样本量不大的情况下，这些数据差异会明显影响结果的代表性和可比性，因此，在研究工作和今后实际预警中，需要采用HSP70基因对污染物有相同或相似高反应性遗传基础的近江牡蛎作材料，以保证获得可靠结果。为了解决这一问题，本研究拟以近江牡蛎培养鳃细胞为材料，阐明HSP70基因对污染物响应信号强度个体差异与该基因5'调控区序列多样性的关系，在此基础上，揭示HSP70基因对污染物有相同或相似高反应性的5'调控区序列的遗传标记，作为鉴定近江牡蛎材料的HSP70基因对污染物有高反应性的分子标准。这一成果将为该领域研究和实际预警工作建立合适材料的分子识别技术奠定理论基础。这是国内外学术界从未研究的问题，具有显著创新性。

近江牡蛎作为南方近岸海域合适的海洋环境监测生物，其潜在污染预警分子HSP70s 基因对污染物反应广泛且灵敏，但研究发现该基因对污染物的响应信号强度存在较明显个体差异，有时差别很大，在样本量不大的情况下，这些数据差异会明显影响结果的代表性和可比性，因此，在研究工作和今后实际预警中，需要采用HSP70s 基因对污染物有相同或相似高反应性遗传基础的近江牡蛎作材料，以保证获得可靠结果。为了解决这一问题，本研究以近江牡蛎培养鳃细胞为材料，研究了HSP70s 基因对污染物响应信号强度个体差异与该基因5'调控区序列多样性的关系，在此基础上，筛选到HSP70s 基因对污染物有高反应性的5'调控区序列的遗传标记，作为鉴定近江牡蛎的HSP70s 基因对污染物有高反应性的分子标准。这一成果为该领域研究和实际预警工作建立合适材料的分子识别技术奠定了理论基础。主要研究结果如下：优化建立了近江牡蛎鳃细胞原代培养技术，确定了处理近江牡蛎鳃细胞的硫酸铜、敌百虫和溴氰菊酯的合适浓度；通过测序和分析上百条HSP70和HSC70基因5’调控区序列揭示了两种分子调控区的典型结构，从理论上预测了调控元件，通过构建系列调控元件缺失载体的荧光报告系统阐明了理论预测的调控元件对启动子活性的总体作用，以及在对污染物反应中的功能；通过分析两基因5’调控区脱氧核苷酸变异与表达水平的关系，分别在HSP70和HSC70中筛选出3个和2个与该基因高表达相关的候选位点，对这些位点实行定点突变，构建系列突变体的荧光报告系统证实HSP70基因5’调控区有两个位点（HSP70-SNP1和HSP70-SNP2）直接与该基因对污染物高表达响应相关，可以用作HSP70基因高表达遗传标记，在这两个位点上与高表达相关的基因型分别是TC和TT基因型；而HSC70有一个位点（HSC70-SNP2）直接与该基因对污染物高表达反应相关，可以作为HSC70基因高表达遗传标记，其高表达基因型是AA。该研究首次揭示了贝类HSP70和HSC70基因存在对污染物有高表达响应直接相关的遗传标记，对于阐明贝类这两种分子表达的个体差异机制和建立基于贝类HSP70s基因表达变化的海洋环境早期污染预警技术有重要价值。