取食对日本医蛭唾液腺细胞形态结构和转录组的影响

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日本医蛭Hirudonipponia隶属于蛭纲,无吻蛭目,医蛭科,医蛭属,广泛分布于中国。日本医蛭的主要药用部位在于其唾液腺,能在取食过程中分泌出多种生物活性物质,具有极大的药用市场。目前对于日本医蛭的研究主要集中于人工养殖、生物活性成分的研究等方面,对于唾液腺的研究鲜有报道。本研究旨在判定日本医蛭唾液腺对取食响应的影响,并对唾液腺的体外培养进行初探,主要研究结果分析如下:
  (1)对取食前后的日本医蛭唾液腺及附属结构的显微结构进行形态观察,主要包括唾液腺的各个部位(细胞体,延伸小管,开口处区域),发现取食前后细胞内部分泌颗粒的变化过程。
  (2)通过IlluminaHiseqTM的测序平台对日本医蛭唾液腺细胞取食前后的六组样本进行转录组测序,并利用RT-qPCR对8个差异基因进行了验证。
  1)组装拼接后,获得145981个unigene,其中N50为1127bp,平均长度为675.04bp。
  2)将所有unigene与Swissprot,TrEMBL,KEGG,PFAM,KOG,CDD,NR,NT,GO等数据库进行比对,对于四个主要的蛋白数据库NR,KEGG,Swissprot和KOG,其分别获得55.64%、6.31%、41.98%和27.62%注释,其中7594个unigenes在四个数据库中均有注释。
  3)研究获得的CDS,主要集中在200-300bp。
  4)相较于对照组,取食后O、1、3、5、10天分别获得2650、6274、9032、3571和6939个差异基因。使用STEM软件对6组转录中非冗余的13801个差异基因进行聚类及趋势分析,获得表达模式相近的22组基因集。对差异基因进行GO功能富集分析,在生物过程中显著富集的是翻译、肽生物合成过程和肽代谢过程等;在细胞组成中显著富集的功能分类是核糖体、核糖体亚基和细胞溶质核糖体等;在分子功能中显著富集的是核糖体结构成分、结构分子活性和核糖体RNA结合等。进而对KEGG通路进行富集分析,主要显著富集到核糖体通路、氧化磷酸化通路和柠檬酸循环(TCA)通路。
  5)利用荧光定量PCR对8个差异基因进行编码基因表达量的验证,证实与RNA-Seq的结果基本一致。
  (3)对日本医蛭唾液腺细胞的体外培养进行初步探究。
  1)通过正交试验法,考察不同浓度、种类的抗生素组合液的消毒效果,最佳消毒条件为青一链霉素100U?mL-1-100μg?mL-1+庆大霉素160μg?mL-1+卡那霉素80μg?mL-1+两性霉素5μg?mL-1;
  2)通过CCK-8细胞活性检测,筛选适合日本医蛭的解离方法。28℃,胶原酶Ⅱ型1mg?mL-1酶解30min+中性蛋白酶2mg?mL-1酶解45min的条件下,获得的细胞活性最好。
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