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条斑紫菜低覆盖度基因组草图分析 1 2 2 2 1 2 牛建峰 , 高胜寒 , 骆迎峰 , 袁 野 , 王广策 , 胡松年 (1. 中国科学院 海洋研究所, 山东 青岛 266071; 2. 中国科学院 北京基因组研究所, 北京 100029) 摘要: 对条斑紫菜(Porphyra yezoensis )进行 Solexa 高通量测序, 获得低覆盖度全基因组草图。该基因组 草图大小约 220 Mbp, GC 质量分数 53.08%; 包含 26 629 个预测基因, 其中 16 409 个基因具有内含子, 平均每个基因含 2.22 个内含子; 基因结构分析表明具有内含子的基因平均长度为 2 214 bp, 内含子平 均大小 319 bp; 代谢通路分析表明嘌呤代谢是含有蛋白数量最多的代谢途径。本研究所得条斑紫菜低 覆盖度全基因组草图快速获取了基因组大小和蛋白编码基因结构等基本信息, 证明了使用 Solexa 高通 量测序技术对条斑紫菜进行全基因组测序的可行性。 关键词: 条斑紫菜(Porphyra yezoensis); Solexa 高通量测序; 代谢通路 中图分类号: Q949.21; Q942.4 文献标识码: A 文章编号: 1000-3096(2011)06-0076-06 紫菜属(Porphyra)属于红藻门(Rhodophyta), 原 统学研究中已经得到广泛应用。 红藻纲(Rhodophyceae), 红毛菜目(Bangiales), 红毛 目前, 虽然已经从紫菜中克隆到了一些生理调 菜科(Bangiaceae) 。全世界已发现的紫菜约130 余种, 控基因, 但仍有大量的基因未被分离鉴定出来[9], 截 广泛分布于寒带至亚热带的潮间带水域, 其中 30 种 止到 2010 年 10 月, 在 GenBank 中收录的条斑紫菜 分布于北大西洋沿岸的欧美国家, 28 种来自于日本, 的蛋白质序列(不包括EST 序列)约931 个, 尚不能充 [10] 27 种来自于太平洋沿岸的美国和加拿大, 中国特有 分了解紫菜的分子遗传学信息 。 种为坛紫菜, 除此之外, 在印度沿岸亦有报道[1] 。紫 建立在 cDNA 文库以及序列测定基础上的 EST 菜属物种外形简单, 叶状体从圆形、卵圆形至长条状, 分析和基因序列的比较是当前紫菜功能基因组学研 长度5~35 cm。单个叶状体上又有雌性区与雄性区的 究的主要手段。迄今为止, 国内外研究者已经先后建 立了条斑紫菜孢子体和配子体以及坛紫菜丝状孢子 分别, 叶片呈单层或双层细胞, 每个细胞含有一个 体的 cDNA 文库[11-17], 并在此基础上对 cDNA 克隆 或两个具有淀粉核(或蛋白核) 的星状质体。所有种的 紫菜均具有孢子体和配子体的异型世代交替生活史[2] 。 进行测序进而获得EST 序列。目前, 在NCBI 的EST 数据库中可以找到22 069 条条斑紫菜丝状藻丝孢子 紫菜是一类具有重要经济价值的大型海藻, 据 体和配子体的EST[9,12-13] 。对3267 个非冗余 EST 序 统计, 每年紫菜总产值高达 20 亿美元, 约占全世界 大型海藻总产值的一半[3-5]