摘要
Wnt信号通路作为调控动物机体的五大信号通路之一，参与了胚胎早期器官发育形成，干细胞调控和免疫调节等多种重要生命过程。Wnt基因家族成员在各物种间具有高度保守的序列区域，功能上也有一定的相似性，其在人，鼠等脊椎动物中的结构和功能被广泛研究，而在无脊椎动物中研究相对较少。软体动物双壳类作为一种古老的生物类群，对其开展Wnt基因家族的系统性研究有助于全面了解Wnt基因家族的起源进化及其家族成员在无脊椎动物胚胎发育，免疫调节等方面的功能。 本研究对虾夷扇贝（Patinopectenyessoensis），栉孔扇贝（Chlamysfarreri）和长牡蛎（Crassostreagigas）三种双壳贝类的Wnt基因家族进行了全基因组筛查，分别鉴定出了12，11，13个Wnt基因。其中，栉孔Wnt8基因cDNA序列最长，可编码777个氨基酸，牡蛎Wnt9acDNA序列最短，编码166个氨基酸。从基因组结构来看，扇贝Wnt家族成员基因结构类似，内含子大多为3-5个，牡蛎Wnt基因内含子数目差异较大，例如，Wnt9a没有内含子，而Wnt16则含有8个内含子。通过与其他16种分化节点动物（包括1个刺胞动物，3个后口动物，3个蜕皮动物和9个冠轮动物）进行蛋白多序列比对并构建系统发生树，发现Wnt基因家族共13个亚族，包括Wnt1-11，Wnt16，WntA。其中，虾夷扇贝，栉孔扇贝，长牡蛎的Wnt基因被分为12，11，12个亚族。三种双壳贝类都缺少Wnt3亚族，而栉孔扇贝同时还缺少Wnt9亚族，此外，长牡蛎Wnt9亚族发现两个拷贝，可能存在进化复制现象。同一物种中Wnt家族各成员间序列相似度较低，但与其他物种如鱼、爪蟾和鼠的直系同源基因间序列相似度高，基因高度保守。同时，研究发现Wnt基因的连锁现象在各物种中广泛存在，三种双壳贝类间Wnt的连锁基因簇互不相同，通过与其他物种的对比分析，为进行Wnt基因的亲缘关系鉴定以及探究家族进化过程中的复制事件提供参考。 利用转录组数据，本研究对三种双壳贝类Wnt基因在各组织和各胚胎时期的时空表达模式进行分析，结果表明Wnt基因可能参与调控双壳贝类的多种生命现象，例如壳的形成，性别调控和胚胎的早期发育等。在三种贝类的胚胎幼虫发育过程中，Wnt亚家族成员表达具备明显的变化规律。其中，Wnt8，Wnt10，amp;nbsp;Wnt11在牡蛎的卵裂阶段持续表达，表明其可能与细胞增殖分化有关；在扇贝中，WntA，Wnt11，Wnt16则可能参与胚层的形成和形态发生；Wnt7，Wnt8，Wnt10则可能与初生壳的形成有关。通过综合分析三种贝类Wnt基因的组织表达模式，发现与牡蛎相比，Wnt基因在虾夷扇贝和栉孔扇贝中的组织表达模式更为相近。其中，多个Wnt基因在扇贝的外套膜和鳃中同时高表达，可能参与了成体壳的形成等；而牡蛎中Wnt基因则多在性腺高表达，推测Wnt基因家族可能与牡蛎的性别决定和分化相关。牡蛎生活在高度压力的潮间带海洋环境中，为进一步探究Wnt基因是否参与调控双壳贝类的适应性，本研究分析了在温度，盐度，干旱三种胁迫条件下牡蛎Wnt基因的应答模式。结果表明，温度和干燥胁迫条件下，Wnt1，Wnt2，Wnt4，Wnt5，Wnt6，Wnt7，Wnt9b多个基因的表达显著变化；在盐度胁迫条件下，Wnt基因表达变化相对较小，主要为Wnt1，Wnt16和Wnt9b。 本次研究系统的描述了双壳类Wnt基因的特征，这将有助于更好地理解原口动物Wnt基因家族的进化和功能。
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