栉孔扇贝应答高温胁迫的关键基因及其共表达网络分析

高温被认为是引发栉孔扇贝夏季大规模死亡的主要诱因。高温影响生物体诸多生理功能的正常行使，许多参与生长、代谢、免疫等生理过程的基因在高温胁迫下表达量均出现显著差异。深入理解这些基因之间的相互作用关系，并从中鉴别出生物体应答高温胁迫的关键基因，是深入研究生物体高温耐受分子调控机理的重要基础。本研究应用权重基因共表达网络分析法探讨栉孔扇贝应答高温胁迫的基因网络响应机制。主要研究内容包括：对扇贝高温胁迫前后进行基因表达定量分析，鉴别高温胁迫相关差异基因；利用WGCNA法构建基因共表达网络，鉴别并注释基因模块；寻找与高温胁迫相关的基因模块，鉴别模块内的关键调控基因，并进行eQTL分析；寻找栉孔扇贝进化上保守的基因模块和关键基因。本研究将有助于从分子水平理解栉孔扇贝夏季大规模死亡的成因，为耐高温新品种的培育提供参考，也将为其它海洋生物基因网络研究提供可借鉴的成功范例。

高温被认为是引发贝类夏季大规模死亡的主要环境诱因。高温影响生物体诸多生理功能的正常行使，许多参与生长、代谢、免疫等生理过程的基因在高温胁迫下表达量均出现显著差异。深入理解这些基因之间的相互作用关系，并从中鉴别出生物体应答高温胁迫的关键基因，是解析生物体高温耐受分子调控机理的重要基础。本研究应用权重基因共表达网络分析法从转录组水平探讨了贝类高温耐受的基因网络响应机制。项目主要研究进展如下：1）建立了不依赖于转录组的低成本的扇贝表达谱定量检测技术EDGE技术及其标准化分析流程，为在无参考转录组的生物中开展基因网络分析提供了技术保障；2）开展了栉孔扇贝转录组测序，拼接得到2万多条isotigs，获得大量与免疫、生长等相关的功能基因，为EDGE标签的注释及目的基因的克隆提供了大量基础信息；3）建立了栉孔扇贝短期和长期高温胁迫7个时期共21个EDGE表达谱，构建了扇贝基础耐热的基因共表达网络，鉴别得到6个短期高温应答的模块，阐明抑制细胞凋亡、降低氧化还原、上调分子伴侣等生物学过程是扇贝基础耐热的重要分子基础；4）构建了贝类热激恢复期的基因网络，发现贝类获得性耐热的产生是通过诱发细胞衰老、抑制细胞凋亡、激活分子伴侣、提高质膜流动性这一级联调控网络实现的，解析了贝类获得性耐热的分子机理；通过比较基础耐热和获得性耐热两种不同耐热模式的基因网络，阐明抑制细胞凋亡和激活分子伴侣是海洋贝类高温耐受的关键分子基础，并鉴定得到HSP90，HSP7C等贝类基础耐热和获得性耐热的关键调控基因。本研究将为贝类耐高温新品种的培育提供参考，也将为其它海洋生物的基因网络研究提供借鉴。