上海海洋大學(xué)中華絨螯蟹基因組與斷肢再生研究取得進(jìn)展

近日，上海海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院王成輝教授團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合學(xué)院李晨虹教授、德國(guó)波茨坦大學(xué)Michael Hofreiter教授、美國(guó)內(nèi)布拉斯加大學(xué)奧馬哈分校呂國(guó)慶教授等研究人員，利用第三代測(cè)序技術(shù)結(jié)合BioNano光學(xué)圖譜和Hi-C高通量染色體構(gòu)象捕獲技術(shù)進(jìn)行了長(zhǎng)江水系中華絨螯蟹(Eriocheirsinensis)的全基因組測(cè)序和組裝，獲得了染色體水平的精細(xì)基因組圖譜。組裝的中華絨螯蟹基因組大小為1.67 Gb，覆蓋其基因組大小的94.4%(1.77 Gb)，其中Scaffold N50為16.98 Mb，Contig N50為717.3 kb，共鑒定出20 286個(gè)蛋白編碼基因。

中華絨螯蟹具有獨(dú)特的斷肢再生現(xiàn)象，開展其斷肢再生研究具有重要的研究意義和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用價(jià)值。該研究進(jìn)行了比較基因組學(xué)分析，鑒別出節(jié)肢動(dòng)物特有的基因和基因家族。斷肢再生不同發(fā)育時(shí)期的比較轉(zhuǎn)錄組和基因共表達(dá)分析發(fā)現(xiàn)，Innexin基因家族在中華絨螯蟹斷肢再生的早期發(fā)揮重要的分子信號(hào)傳導(dǎo)作用，其中Innexin2基因在斷肢后1 d內(nèi)特異表達(dá)上調(diào)，且通過調(diào)控mTORC1信號(hào)通路和免疫應(yīng)答反應(yīng)介導(dǎo)中華絨螯蟹的斷肢再生過程。

該研究還發(fā)現(xiàn)中華絨螯蟹斷肢再生早期受表觀遺傳學(xué)的調(diào)控，其中SMYDA基因家族只存在于節(jié)肢動(dòng)物，在中華絨螯蟹斷肢早期下調(diào)表達(dá)而在肢芽生長(zhǎng)時(shí)期表達(dá)恢復(fù)至未斷肢時(shí)的水平。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),該基因家族還在中華絨螯蟹從大眼幼體到仔蟹的變態(tài)過程中整體差異表達(dá)，表明節(jié)肢動(dòng)物特異的SMYDA基因家族在中華絨螯蟹涉及明顯形態(tài)發(fā)生如變態(tài)、再生的生物學(xué)過程中發(fā)揮重要的表觀修飾作用。

該研究為開展中華絨螯蟹的分子育種提供了重要的基因組資源和平臺(tái)，為提升養(yǎng)殖生產(chǎn)與管理水平提供了有益指導(dǎo)。相關(guān)成果“Omics data unveil early molecular response underlying limb regeneration in the Chinese mitten crab,Eriocheirsinensis”發(fā)表在ScienceAdvances。