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珍珠是唯一由生物矿化作用形成的可再生的珠宝,主要由软体动物的外套膜或珍珠囊分泌的珍珠质构成。马氏珠母贝是我国最主要的海水育珠贝,通过植核育珠手术,受体贝可形成珍珠囊并稳定分泌珍珠质形成珍珠;同时马氏珠母贝外套膜组织不同区域功能特化,可分泌形成具有珍珠质层和棱柱层两种碳酸钙晶体的贝壳,因此是研究珍珠质形成的良好材料。近年来,从有机基质入手研究珍珠质的形成已取得较大进展,但对于机体如何控制有机基质的表达和分泌过程的报道研究则相对较少。已有研究表明长链非编码RNA(Long non-coding RNA,LncRNA)通过复杂的调控机制,参与调控多种生命活动。本研究基于马氏珠母贝基因组精细图,在珍珠质基质蛋白组和已知矿化相关基因的基础上,通过RNA-seq技术鉴定了外套膜及珍珠囊组织中表达的LncRNA,筛选了珍珠质形成相关的LncRNA并研究了其中一个LncRNA(Lnc Pm-009195)对贝壳珍珠层形成的影响。主要研究结果如下:(1)本研究通过RNA-seq得到了约945 M(million)的高质量原始reads,其中约66.72%的Clean reads可以比对到马氏珠母贝的参考基因组上。通过生物信息学分析,共鉴定得到48544个LncRNA,包括linc RNA 36088个,anti-sense LncRNA 4807个,intronic LncRNA 7659个。分析发现,马氏珠母贝LncRNA的ORF长度和exon数均小于已知的蛋白编码基因。通过基因共定位分析(co-location)结合样本间LncRNA与m RNA基因表达量相关性(co-expression)分析,筛出7个LncRNA可能调控6个已知矿化基因的表达。基因表达量相关性分析发现53个LncRNA与12个珍珠层高丰度基质蛋白基因存在相关性,其中10个高丰度LncRNA至少与4个珍珠层基质蛋白基因存在表达量上的相关性。此外,还发现21个外套膜边缘区和中央区差异表达的LncRNA可能与珍珠层基质蛋白基因的表达调控相关。(2)本研究对Lnc Pm-009195进行克隆和功能分析。通过克隆获得Lnc Pm-009195的中间片段长度为559 nt,定位于基因组scaffold 1362。序列分析发现Lnc Pm-009195存在4个ORF,其中最大的ORF只有114 nt,编码37个氨基酸,表明其不能编码大分子蛋白质。q RT-PCR检测不同组织中的表达发现Lnc Pm-009195基因在外套膜特别是中央区的表达量显著高于其他组织(P<0.05),同时在珍珠囊中存在表达。此外,Lnc Pm-009195基因的表达量与纤维蛋白原相关蛋白基因和β微管蛋白基因在中央膜区呈正相关。原位杂交结果表明Lnc Pm-009195基因主要定位在套膜区外侧上皮细胞和中央膜区内侧上皮细胞中。RNAi实验发现,利用双链RNA干扰Lnc Pm-009195基因在马氏珠母贝外套膜的表达会引起贝壳珍珠层晶体结构异常。以上结果表明,Lnc Pm-009195可能在珍珠层的形成中发挥调控作用。