鼹科长吻鼩鼹和库氏长吻鼹的首次转录组分析

现生的鼹科动物分布于欧亚大陆和北美大陆,包括54种已知物种。鼹科动物有丰富的生态类型,是研究适应性进化的较好模型。本研究通过二代测序的方法分别获得了长吻鼩鼹和库氏长吻鼹两个物种心脏和肺脏以及脾脏和肺脏的转录组数据。这两个物种分别代表了分布于中国西南部、缅甸北部的没有特化的原始类群鼩鼹亚科以及高度适应地下生活的鼹亚科鼹族。我们首次报道了库氏长吻鼹在中国的分布。通过从头拼接,分别获得长吻鼩鼹和库氏长吻鼹197 092个和225 956个转录本,以及125 427个和94 023个unigene。通过与GenBank中的基因组注释文件比对,得到鼹科物种同源基因家族8 376个,及鼹科鼩鼱科同源基因家族8 114个。差异表达基因中各组织的高表达基因中均找到10个以上组织特异性基因。然而BUSCO分析确定完整单拷贝基因在两个物种中分别为43.0%和56.6%,提示死后mRNA迅速降解并影响转录组拼接。比较两个物种肺部基因的表达差异发现库氏长吻鼹335个相对高表达的基因,其中包括HMGB1、HSPD1、SF3B1、COL3A1、SUMO1和JUNB等,有报道上述基因可能与低氧或高海拔适应有关。     

鼩鼱科三物种转录组初步分析

中国是鼩鼱科物种十分丰富的国家,已知有12属61个物种在中国分布,并演化出多种生态适应型。本研究采用高通量测序技术对小纹背鼩鼱、云南长尾鼩鼱和蹼足鼩3个物种的心和肺组织样本进行转录组测序。其中小纹背鼩鼱和云南长尾鼩营地表生活,蹼足鼩适应半水生生活。3个物种的转录组测序一共获得20.5 Gb的Clean Data,拼接后分别获得131 045条、153 621条和135 838条Unigenes,BUSCO分析显示其中完整的保守基因最高为82.2%,共有同源基因家族超过8 000个。此外,我们发现通过优化分析方案,可以将单拷贝基因的比例提高18%~25%,同时将多拷贝基因比例从28.4%~31.8%降为0.7%~1.1%。同物种不同组织间的基因差异表达分析找到各组织的标志性基因。转录组差异表达分析发现,蹼足鼩心脏和肺均高表达HIF1A基因,该基因是缺氧诱导因子信号通路中的关键基因,调节下游与缺氧应激相关基因的表达,可能与水生适应有关。