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六种华蜗牛属物种转录组从头组装揭示淡水螺科(Semisulcospiridae)的进化与生态适应机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月03日 来源:Scientific Data 5.8
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本研究针对淡水螺科(Semisulcospiridae)基因组资源匮乏的现状,通过RNA-seq技术对华蜗牛属(Hua)6个物种进行转录组从头组装,获得平均contig长度716.6-883.3bp、转录本数量14.7-26.9万的完整数据集。研究采用Trinity组装和BUSCO评估,注释到超1.8万BLAST同源基因及1.7万GO条目,首次为东亚特有淡水螺类提供多组学资源,对解析其系统发育、环境适应及寄生虫宿主机制具有重要价值。
在淡水生态系统中,Semisulcospiridae科螺类作为关键底栖生物和寄生虫中间宿主,其生态重要性与其有限的基因组资源形成鲜明对比。该科90余种物种中,东亚特有种占60%以上,其中华蜗牛属(Hua)29个物种因独特生殖器官(卵生沟/产卵器)成为分类学焦点。然而,现有研究依赖COI、16S等单基因标记,导致系统发育关系争议——例如卵胎生的Semisulcospiria属在COI分析中竟呈现并系群,这与生殖模式分类明显矛盾。更严峻的是,这些中国特有物种正面临人类活动威胁,急需分子标记支持保护生物学研究。
厦门大学环境与生态学院联合海南大学团队在《Scientific Data》发表突破性研究,首次完成华蜗牛属6物种(含3未描述种)转录组从头组装。研究采集云南、贵州流域样本(表1),通过Trinity组装获得N50达979-1,386bp的转录本,BUSCO评估显示完整度59.1%-84.0%。关键发现包括:注释到29,884个Swiss-Prot同源基因(Hua sp.3)和24,433个KEGG通路(H. wujiangensis),成功组装COI(1,515-1,536bp)等13个线粒体基因(表5),为淡水螺科比较基因组学建立新标准。
技术方法上,研究采用DNBSEQ-T7平台进行150bp双端测序,fastp过滤低质量 reads后,用CD-HIT去除95%相似度冗余序列。功能注释通过Trinotate整合DIAMOND blastx、hmmscan等工具,覆盖GO、KEGG、Pfam等多数据库。物种鉴定结合形态学(图1)与线粒体基因比对(COI同源性87.35-99.48%,表2),确保数据可靠性。
数据记录
原始数据存入NCBI(PRJNA1160414),包含SRR32814904等6个SRA编号。组装结果在Figshare公开,涵盖Trinity输出、BUSCO评估及线粒体基因注释。
技术验证
样本RNA完整性(RIN 7.4-8.5,表3)与测序质量(Q35 reads>95%)达标。线粒体基因注释揭示Hua sp.2的COI与已知种同源性仅87.35%(表2),支持其新种地位。BUSCO分析显示4,666个保守基因中978个为六物种共有,为比较研究提供核心数据集。
转录组注释
GO注释显示代谢过程(17,649条)、细胞组分(18,503条)占主导(图3)。KEGG注释突出信号转导(15,594条)和免疫通路,暗示环境响应机制。特别在H. wujiangensis中检出10,753个Pfam结构域,为解析其清洁水域适应性提供分子靶点。
该研究首次构建华蜗牛属多物种转录组资源,解决Semisulcospiridae科"基因标记不足"的核心瓶颈。数据不仅支持物种界定(如Hua sp.3的16S同源性99.47%但COI差异>11%),更通过KEGG注释揭示潜在环境适应通路。研究者强调,这些资源将推动寄生虫宿主转换(如Paragonimus westermani)、淡水生态毒理学等跨学科研究,为东亚特有生物多样性保护提供分子基石。
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