栉孔扇贝抑肌素myostatin及其信号途径基因的表达调控研究

抑肌素myostatin对肌肉生长发育起重要的调控作用。扇贝闭壳肌发达，是重要的海珍品。本研究在已获得栉孔扇贝myostatin及其信号途径基因，并进行初步表达分析的基础上，开展相关基因在扇贝肌肉生长发育中的表达调控研究。主要内容包括：1）系统研究基因表达特征，分析不同肌肉生长期和不同肌肉性状家系扇贝基因表达差异，总结基因表达与肌肉性状的关系，分析其在扇贝肌肉生长发育中的作用。2）筛查基因多态位点，进行基因位点、表达和肌肉性状间的关联分析，分析基因表达调控机制及扇贝肌肉量差异的遗传基础。3）在蛋白分析水平进一步明确myostatin信号途径及相关基因在扇贝肌肉生长发育中的表达调控规律。意义：开展栉孔扇贝myostatin及其信号途径基因的表达调控机制研究，不仅有助于深刻理解水生无脊椎动物myostatin信号途径基因的功能和进化过程，而且对开展扇贝肌肉性状的遗传解析和良种培育具有重要意义。

Myostatin及其信号通路对肌肉生长发育具有负调控作用。课题组获得了栉孔扇贝myostatin信号通路中包括配体、受体和胞内信号分子在内的6个基因的cDNA和基因组DNA序列，分析了基因的结构和表达特征，筛查到了基因中与栉孔扇贝生长性状和基因表达显著相关的SNP位点。课题研究表明，myostatin及其信号通路可能参与了扇贝闭壳肌生长的负调控，获得的生长性状相关SNP可作为高产扇贝培育的候选标记位点。课题已发表论文4篇，其中SCI论文3篇，申请专利1项，完成了预定计划任务。. 获得栉孔扇贝myostatin基因全长cDNA及基因组DNA序列。该基因在原肠胚期的表达量显著高于其它胚胎/幼虫时期，在成体组织中横纹肌的表达量最高。在基因中筛查到5个SNP，其中位于5’侧翼序列的位点g.-1163G>T与扇贝的生长性状和横纹肌中myostatin表达量均显著相关。. 获得myostatin受体基因ActR2和Tgfbr1的全长cDNA和基因组DNA序列。两基因在早期胚胎中的表达量高于幼虫期，在所测组织中，ActR2在性腺和鳃中表达量较高，Tgfbr1在性腺和横纹肌中表达量较高。Tgfbr1基因3’ UTR中的SNP c.1815C>T与扇贝生长性状和横纹肌中Tgfbr1表达量均显著相关，且横纹肌中Tgfbr1表达量与横纹肌重呈负相关。. 克隆得到该通路的胞内介导分子Smad3、Smad4和Smad6的全长cDNA和基因组DNA序列。三基因均在原肠胚期有较高水平的表达，其它时期表达量较低；在成体组织中， Smad3在横纹肌中表达量最高，Smad4在性腺中表达量最高，Smad6则在鳃中表达量最高。Smad3基因同义突变位点c.846G>T，与一个野生群体的壳长、壳高、总重、软体重和横纹肌重等性状显著相关。. 根据上述结果，我们推测myostatin及其信号通路参与了扇贝生长，特别是闭壳肌生长的负调控。Myostatin 中的SNP 位点g.-1163G>T和Tgfbr1中的SNP c.1815C>T可能参与了相应基因在横纹肌中的表达调控，或者与调控位点紧密连锁。研究为进一步解析扇贝中myostatin及其信号通路基因的功能，以及相关基因的表达调控机制打下了基础。