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马氏珠母贝(Pinctada fucata martensii)是我国培育海水珍珠的主要贝种之一,属于暖水性贝类,对低温的耐受能力弱,自然群体主要分布在深圳以南海域。曾多次发生冬季寒潮导致马氏珠母贝养殖群体大规模死亡,也限制了马氏珠母贝的养殖区域,因此培育耐低温品系是开展马氏珠母贝北移养殖的前提。本团队已培育了马氏珠母贝耐低温选育系(Low temperature resistant line,R),与基础群体相比,选系的低温耐受能力明显提高。本研究利用全基因组重测序技术对马氏珠母贝耐低温选育系F3和北部湾野生群体(Beibu Gulf wild population,W)进行基因组重测序和比较分析,建立群体间基因组变异信息库,筛选选育系正向选择信号,以探寻耐低温选系的选育进展分子机制,为开展分子标记辅助育种,缩短育种进展积累基础数据和理论依据。研究的具体结果如下:1.基因组重测序共获得有效数据1317.5G,reads中质量值大于20的碱基占总reads长度的比例均大于94.5%,所有的样本的比对率均介于96.96%和98.28%之间,有效测序深度在12.30X至21.24X之间。共获得40,599,399个SNPs,其中13,646,863(33.61.%)个SNP位于m RNA,1,843,887(4.54%)个SNP位点位于CDS区,18,310(0.045%)个SNPs可能影响基因或蛋白功能。共检测到12,418,755个Indels,其中3,643,503(0.29%)个Indel位于m RNA,56,600(0.46%)个Indel位于CDS区。60个个体共检测到9,767,962个SV,其中29,906(0.31%)个SV位于m RNA,9,468,356(96.93%)个SV位于CDS区。2.两个群体比较分析显示,R群体受到了明显的正选择。在受选择区域内包含636个编码蛋白基因,显著富集到28条通路,R群体可能通过提高膜流动性、调节能量代谢、调控相关基因转录翻译以及影响蛋白质的降解和细胞凋亡等过程提高了低温适应能力。结合文献进一步对这些基因参与的分子过程及其相关功能进行探究,筛选出26个与马氏珠母贝耐低温相关的关键基因,分别是ABCC1、ABCC6、DGAT1、GPAT、ITGB、ROCK2、dynein、insulysin、MDH、V-ATPase-d、JAK2、CBP、PIAS2、SETD8、AFF4、TBP、AP1、POLR2A、e IF3、UBE2G2、TRIM71、MID1、Cullin1、Cullin4、BAX和BIRC3基因。3.对筛选出的26个关键基因SNP位点进行统计,共获得13896个SNPs,其中位于启动子和外显子的SNP分别为1517(10.91%)和1367(9.84%))个,ROCK2等7个基因在外显子区域没有SNP位点。对位于基因外显子区的SNP位点进行遗传多态性及连锁不平衡分析,结果显示,26个基因SNP位点均属于中度多态和低度多态,无高度多态;哈迪-温伯格平衡分析结果表明,基因中大部分的SNP位点均符合哈-温平衡(P>0.05);连锁不平衡分析结果表明SNP间不存在随机关联。4.分析上述26个基因外显子区域在两个群体之间具有显著性差异的SNP位点(p<0.05),并对这些位点进行单倍型分析,结果显示,Pm-ABCC1基因block2基因型GTG,block4基因型ATC,block5基因型GTGT和GCGT,block6基因型TAGTT,block7基因型AG,block8基因型TGGTGATA,block9基因型CC;Pm-ABCC6基因的基因型TT;Pm-dynein基因的基因型CAA;Pm-insulysin基因的基因型AA;Pm-V-ATPase-d基因block 1基因型CTG,block 2基因型TG以及block 3基因型AG;Pm-CBP基因block1基因型TC,block2基因型TAAGCCT和CGAAATC,block3基因型AT,block4基因型CGAA和GAGG;Pm-PIAS2基因的基因型GA;Pm-UBE2G2基因block1基因型GGA,block2基因型TA,block3基因型GAT;Pm-TRIM71基因小的基因型GC;Pm-cullin1基因block 1基因型TT和block 2基因型ATGGCAC;Pm-IAP1基因block1基因型AGTTGCCTATCTT,block2基因型AA,block3基因型GTC、GCC、CCT为耐低温相关的优异单倍型。5.利用实验室原有的温度胁迫下马氏珠母贝鳃的表达谱文库,发现在26个关键基因中,6个基因的表达量在适温组和低温组存在显著性差异,分别是Pm-CBP、Pm-AP1、Pm-PIAS2、Pm-TRIM71、Pm-cullin1和Pm-V-ATPase-d。利用c DNA末端快速扩增技术获得了其中四个基因全长(Pm-AP1、Pm-PIAS2、Pm-cullin1和Pm-V-ATPase-d)。q RT-PCR结果显示4个基因在全组织中均有表达,差异显著(P<0.05);温度胁迫下鳃组织中的时序表达结果显示,4个耐寒基因在低温胁迫下表达量显著上调(P<0.05)。