精氨酸激酶在虾夷扇贝应对海洋酸化的分子调控机制研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:41676132
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:69.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:D0604.生物海洋学与海洋生物资源
- 结题年份:2020
- 批准年份:2016
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2017-01-01 至2020-12-31
- 项目参与者:陆维; 吕佳; 廖欢; 张正睿; 杨祖晶;
- 关键词:
项目摘要
Ocean acidification has adverse consequences for growth, development, reproduction and the special biominerlization of marine calcifiers. While diverse physiological and ecological effects have been identified, changes in those molecular mechanisms, which shape the physiological phenotype of a species and limit its capacity to compensate, remain poorly understood. Our preliminary results suggest that Arginine kinase (AK) is the major regulatory factor when Yesso scallop responses to ocean acidification. Based on the current results, our project plans to use calcifier Yesso scallop as experimental materials, using RNA-Seq and MethylRAD-Seq,to (1) illuminate the biological effects of the whole life stage; (2) construct the AK regulatory network; (3) acquire the epigenetic regulatory modes of key genes in the network. All these studies will provide the valuable knowledge and help us to elucidate the mechanism how scallops adapt to ocean acidification.
海洋酸化对海洋贝类等钙化生物的生长、发育、繁殖和特有的贝壳生物矿化过程产生不利影响。目前,贝类应对海洋酸化的分子调控机制仍缺乏全面了解,阐述核心调控因子在贝类应对海洋酸化过程中的作用对揭示该过程的分子调控机制具有重要意义。课题组通过前期工作发现精氨酸激酶(Arginine kinase,AK)在虾夷扇贝应对海洋酸化的过程中起到核心调控作用,很可能是贝类应对海洋酸化的关键基因。本课题以虾夷扇贝这一钙化贝类为研究对象,应用RNA-Seq表达谱分析和MethylRAD-Seq甲基化分析技术,阐明海洋酸化条件下虾夷扇贝生长发育各时期的生物学响应,构建AK的基因调控网络,分析网络关键基因的表观调控模式,系统解析虾夷扇贝AK基因应对海洋酸化的分子调控机制,为理解贝类对全球气候变化这一自然选择的适应性提供依据。
结项摘要
海洋酸化对海洋贝类等钙化生物的生长、发育、繁殖和特有的贝壳生物矿化过程产生不利影响。目前,贝类应对海洋酸化的分子调控机制仍缺乏全面了解,阐述核心调控因子在贝类应对海洋酸化过程中的作用对揭示该过程的分子调控机制具有重要意义。课题组开展了海洋酸化条件下,虾夷扇贝生长发育主要时期(多细胞器、囊胚期、原肠期、担轮幼虫、D型幼虫、壳顶幼虫)的生长、存活率等指标的变化情况,结果表明酸化条件下虾夷扇贝自担轮幼虫期开始生长减缓,死亡率和畸形率均升高,幼虫出现形态不规则、初生壳边缘破裂等现象。在应对酸化胁迫的过程中,虾夷扇贝的代谢水平及抗氧化能力的变化具有组织差异性,闭壳肌中糖原代谢水平及抗氧化能力升高,肝胰腺大量合成糖原并提高抗氧化水平,鳃丝的抗氧化能力下降,外套膜中抗氧化水平未发现明显的变化,但钠钾离子运输过程活跃而ATP含量显著下降,外套膜中ATP含量的骤降及Na+K+-ATP酶活性的显著升高暗示该组织中大量的能量被用于离子交换过程。比较酸化与对照条件虾夷扇贝外套膜组织转录组共获得5606个差异表达基因,其中精氨酸激酶在胁迫过程中持续显著上调表达,构建虾夷扇贝应对酸化胁迫的基因共表达网络,获得6个虾夷扇贝酸化应答模块,不同的酸化水平下,应答模块呈现出不同的响应机制,pH6.5酸化处理下,能量代谢机制率先启动以应对极度酸化条件,随着酸化处理时间的增加,神经递质等离子传递过程被激活而钙化过程被抑制,随后启动免疫应答机制而抑制DNA复制过程;pH7.5的酸化处理下,虾夷扇贝快速激活免疫应答机制而抑制钙化过程,随后逐步激活能量代谢通路、免疫应答过程、离子传递机制。甲基化水平差异分析获得352个甲基化水平差异位点,调控56个基因的差异表达。另外获得546个差异表达的LncRNAs,进一步分析获得5个cis作用靶基因及3个trans作用靶基因。课题组从表型、基因组、转录组以及表观遗传水平系统解析了虾夷扇贝应对海洋酸化的遗传应答机制,对于揭示虾夷扇贝的环境适应性具有重要意义。
项目成果
期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Genomic in situ hybridization in interspecific hybrids of scallops (Bivalvia, Pectinidae) and localization of the satellite DNA Cf303, and the vertebrate telomeric sequences (TTAGGG)n on chromosomes of scallop Chlamys farreri (Jones & Preston, 1904).
扇贝(双壳纲、扇贝科)种间杂交的基因组原位杂交以及卫星 DNA Cf303 和扇贝 Chlamys farreri(Jones)染色体上脊椎动物端粒序列 (TTAGGG)n 的定位
- DOI:10.3897/compcytogen.v12i1.14995
- 发表时间:2018
- 期刊:Comparative cytogenetics
- 影响因子:1
- 作者:Hu L;Jiang L;Bi K;Liao H;Yang Z;Huang X;Bao Z
- 通讯作者:Bao Z
Identification, characterization and expression analyses of cholinesterases genes in Yesso scallop (Patinopecten yessoensis) reveal molecular function allocation in responses to ocean acidification
叶索扇贝(Patinopecten yessoensis)胆碱酯酶基因的鉴定、表征和表达分析揭示了响应海洋酸化的分子功能分配
- DOI:10.1016/j.aquatox.2020.105736
- 发表时间:2020
- 期刊:Aquatic toxicology
- 影响因子:4.5
- 作者:Qiang Xing;Huan Liao;Cheng Peng;Guiliang Zheng;Zujing Yang;Jing Wang;Wei Lu;Xiaoting Huang;Zhenmin Bao
- 通讯作者:Zhenmin Bao
Genome-wide identification, characterization and expression analyses of TLRs in Yesso scallop (Patinopecten yessoensis) provide insight into the disparity of responses to acidifying exposure in bivalves
Yesso 扇贝 (Patinopecten yessoensis) 中 TLR 的全基因组鉴定、表征和表达分析有助于深入了解双壳类动物对酸化暴露的反应差异
- DOI:10.1016/j.fsi.2017.07.020
- 发表时间:2017
- 期刊:FISH & SHELLFISH IMMUNOLOGY
- 影响因子:4.7
- 作者:Xing Qiang;Liao Huan;Xun Xiaogang;Wang Jing;Zhang Zhengrui;Yang Zujing;Huang Xiaoting;Bao Zhenmin
- 通讯作者:Bao Zhenmin
Impact of Ocean Acidification on the Energy Metabolism and Antioxidant Responses of the Yesso Scallop (Patinopecten yessoensis)
海洋酸化对虾夷扇贝 (Patinopecten yessoensis) 能量代谢和抗氧化反应的影响
- DOI:10.3389/fphys.2018.01967
- 发表时间:2019-01-21
- 期刊:FRONTIERS IN PHYSIOLOGY
- 影响因子:4
- 作者:Liao, Huan;Yang, Zujing;Bao, Zhenmin
- 通讯作者:Bao, Zhenmin
Structure and functional analysis reveal an important regulated role of arginine kinase in Patinopecten yessoensis under low pH stress
结构和功能分析揭示低pH胁迫下虾夷扇贝中精氨酸激酶的重要调节作用
- DOI:10.1016/j.aquatox.2020.105452
- 发表时间:2020
- 期刊:Aquatic Toxicology
- 影响因子:4.5
- 作者:Zujing Yang;Xiaoting Huang;Huan Liao;Zhengrui Zhang;Fanhua Sun;Sihua Kou;Zhenmin Bao
- 通讯作者:Zhenmin Bao
共 5 条
- 1
其他文献
栉孔扇贝DAPI带型和PI带型研究
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:中国海洋大学学报(自然科学版)
- 影响因子:--
- 作者:徐俊;包振民;任晓亮;王珊;胡丽萍;黄晓婷;XU Jun1,2,BAO Zhen-Min1,REN Xiao-Liang1,WANG Shan1;2.Shanghai Pharmaceutical School,Shanghai 200135,C
- 通讯作者:2.Shanghai Pharmaceutical School,Shanghai 200135,C
液压系统参数对液压互联悬架动态响应的全局灵敏度分析
- DOI:--
- 发表时间:2015
- 期刊:振动与冲击
- 影响因子:--
- 作者:周兵;耿元;黄晓婷
- 通讯作者:黄晓婷
LIMR参与了AF-1对A549细胞上皮间质转化的抑制作用
- DOI:--
- 发表时间:2018
- 期刊:生理学报
- 影响因子:--
- 作者:刘伟;唐四元;万静;赵飞艳;程庆梅;黄晓婷;李晨;罗自强
- 通讯作者:罗自强
基于随机森林的电离辐射诱导DNA双链断裂分类模型的构建与应用
- DOI:--
- 发表时间:2021
- 期刊:中华放射医学与防护杂志
- 影响因子:--
- 作者:陈锦华;黄晓婷;金佳颖;丁伯洋;朱冉;李文艳;刘芬菊;俞家华
- 通讯作者:俞家华
炉渣与生物炭配施对福州平原稻田土壤团聚体及碳、氮分布的影响
- DOI:10.13671/j.hjkxxb.2017.0513
- 发表时间:2018
- 期刊:环境科学学报
- 影响因子:--
- 作者:陈晓旋;黄晓婷;陈优阳;安婉丽;王维奇
- 通讯作者:王维奇
共 13 条
- 1
- 2
- 3
黄晓婷的其他基金
扇贝比较细胞遗传学研究
- 批准号:31270047
- 批准年份:2012
- 资助金额:80.0 万元
- 项目类别:面上项目
栉孔扇贝细胞遗传学图谱构建
- 批准号:30901096
- 批准年份:2009
- 资助金额:22.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目