生长是养殖动物遗传改良最有价值的经济性状之一。生长速率增加可直接减少养殖成本和劳务投入，提高经济效益。虾蟹是大型甲壳动物，为我国重要的海水养殖种类，其生长相关研究一直是虾蟹类养殖生物学和遗传育种研究的热点。目前，甲壳动物生长方面的研究主要集中于环境、营养及养殖模式等对其生长、发育的影响，而生长调节机理研究少有报道。养殖动物生长调控的分子机理研究主要集中于脊椎动物中。许多重要生长相关基因已被证实在脊椎动物的生长调节中起决定性作用。这些基因包括在体细胞生长轴内主导生长的相关基因，如生长激素（GH）、生长激素受体（GHR）、胰岛素样生长因子（IGF-Ⅰ 和IGF- Ⅱ）、生长激素释放激素（GHRH）、瘦素和生长激素抑制激素（GHIH）等，以及在肌肉组织中表达的重要转化生长因子基因，如肌抑素（MSTN）和肌原性的调节因子（MRFs）等。甲壳动物生长调控的分子机理研究起步晚于脊椎动物相关研究，由于缺少必要的基因组信息以及决定生长的分子和生化进程理论基础，我们对甲壳动物生长调控机理知之甚少。
为揭示三疣梭子蟹生长差异的分子机理，我们选择三疣梭子蟹“黄选1号”核心群体中生长性状分离显著的个体（18只平均体重64.2 g的大个体和18只平均体重20.6 g的小个体），采用新一代Hiseq2000测序技术，眼柄、鳃、心脏、肝胰腺以及肌肉组织的转录组进行高通量测序。
通过测序获得read pairs 和clean bases分别为 65，846，872对和12.86 G，拼接得到120137条unigene序列，平均长度1.0.7 bp（图1）；通过BLASTN将测序获得的unigene与NCBI数据库中三疣梭子蟹EST数据进行比对。比对结果显示：所有EST序列均能在本研究获得的unigene中找到对应序列，表明所获得的转录组数据具有较高的丰度和较好的覆盖率。进一步去除较短的和低质量序列后，对余下的87100条unigene进行生物信息学注释。通过BLASTX（E-value1.0.3 1025）比对，分别有16 029 和14 659条unigenes可以比对到Nr库和UniProtKB库中的已知蛋白。比对上的已知蛋白的物种分布见图2。这些物种按数量比对序列由多到少排列顺序为：蚤状溞（Daphnia pulex，9.58%），赤拟谷盗（Tribolium castaneum，5.81%），人虱（Pediculus humanuscorporis，4.39%），文 昌 鱼（Branchiostoma floridae，3.60%），海 胆（Strongylocentrotus purpuratus，2.85%），金 小 蜂（Nasonia vitripennis，2.58%），硬 蜱（Ixodesscapularis，2.50%），按蚊（Anopheles darlingi，2.43%），切叶蜂（Megachile rotundata，2.37%），弓背蚁（Camponotus floridanus，2.00%），无网蚜属（Acyrthosiphon pisum，2.00%）和其他（18.5%）。多数unigene比对到甲壳动物和节肢动物蛋白，符合进化规律。
利用比较转录组学方法，发掘差异表达基因117条。这些差异基因主要富集于细胞通讯、几丁质代谢及碳水化合物代谢等生物学进程（图3），表明生长快速三疣梭子蟹体内存在较活跃的细胞分裂及相对较弱的耗能进程。筛选21类生长相关候选基因，其中10类基因曾报道与甲壳动物生长相关，包括5-羟基色胺受体、α- 淀粉酶、组织蛋白酶L、亲环素蛋白、脂肪酸结合蛋白、纤维蛋白、磷酸甘油醛脱氢酶、生长激素和胰岛素样生长因子、肌生成抑制蛋白及生长分化因子8/11，信号转导和转录活化因子、SPARC和TRAX。利用实时定量PCR验证了14个基因的表达与生长性状显著相关（图4）。
图1 转录本拼接长度分布图
图2 比对物种分布图
图3 差异表达基因GO富集分析
图4 14个差异表达基因实时定量分析
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