摘要
枝角類是一種小型甲殼綱動物芥吟，是淡水浮游動物群落中的優(yōu)勢生物之一，通常被稱為“水蚤”或“紅蟲”钉稍，隸屬于節(jié)肢動物門贡未、甲殼綱蒙袍，鰓足亞綱害幅、枝角目。在進(jìn)化過程中狠怨，為了更好的保證種群延續(xù)邑遏，度過不良環(huán)境记盒，其形成了孤雌生殖和兩性生殖交替進(jìn)行的特殊生殖策略。依賴于外部環(huán)境條件的性二態(tài)的發(fā)展是枝角類的一種基本現(xiàn)象蹂午，這使得枝角類能夠適當(dāng)?shù)乩盟鼈兊纳巢呗詠磉m應(yīng)外部環(huán)境的變化豆胸，孤雌生殖能使種群迅速增長晚胡，而有性生殖則產(chǎn)生休眠卵維持種群的生存和延續(xù)嚼沿。環(huán)境因素可有效誘導(dǎo)枝角類發(fā)生生殖方式轉(zhuǎn)化骡尽，但其可能同時(shí)還存在著內(nèi)生機(jī)制的調(diào)控，是遺傳與環(huán)境相互作用的結(jié)果箫踩。但至今人們對枝角類動物的生殖轉(zhuǎn)化的分子機(jī)制還不了解境钟。本項(xiàng)目以微型裸腹溞（Moina micrura）和隆線溞（Daphnia carinata）為研究對象慨削，利用組學(xué)及生物信息學(xué)與分子生物學(xué)手段分析枝角類生殖轉(zhuǎn)化過程中的分子表達(dá)譜缚态，篩選出與枝角類生殖轉(zhuǎn)化相關(guān)的關(guān)鍵調(diào)控因子。首先采用轉(zhuǎn)錄組與蛋白組分析微型裸腹溞孤雌溞和兩性雌溞中差異表達(dá)的mRNA和其蛋白產(chǎn)物衷快，然后采用轉(zhuǎn)錄組和miRNA組分析隆線溞雄性溞、孤雌溞和兩性雌溞中差異表達(dá)的mRNA和miRNA环葵。主要研究結(jié)果如下：
1宝冕、微型裸腹溞孤雌溞和兩性雌溞中差異表達(dá)的mRNA和其蛋白產(chǎn)物的分析：與孤雌溞相比較地梨，在兩性雌溞中總共發(fā)現(xiàn)1665個差異表達(dá)基因（702個上調(diào)基因和963個下調(diào)基因）和600個差異表達(dá)蛋白質(zhì)（102個上調(diào)基因和498個下調(diào)基因）宝剖。通過關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)在有性生殖雌體中有31個差異基因（15個上調(diào)基因和16個下調(diào)基因）在轉(zhuǎn)錄組與蛋白組水平均有顯著差異万细。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)有528個差異表達(dá)蛋白與轉(zhuǎn)錄水平不一致，這可能是由轉(zhuǎn)錄后修飾或翻譯調(diào)控所引起腰素。在兩性雌溞中高表達(dá)的基因和蛋白主要為球蛋白相關(guān)家族弓千、卵黃蛋白原相關(guān)家族洋访、表皮生長相關(guān)家族、熱休克蛋白相關(guān)家族和甲基轉(zhuǎn)移酶相關(guān)家族茁彭，表明這些家族蛋白可能參與了微型裸腹溞有性生殖的產(chǎn)生和性狀維持理肺。與之相反妹萨，孤雌生殖雌體中上調(diào)的基因和蛋白質(zhì)主要與代謝過程密切相關(guān)炫欺，這可能是微型裸腹溞群體快速增長的原因品洛。
2桥状、隆線溞雄性溞、孤雌溞和兩性雌溞中差異表達(dá)的mRNA和miRNA的分析：在mRNA表達(dá)分析中转晰，兩性雌溞與孤雌溞相比查邢，在兩性雌溞中有1127差異表達(dá)基因（657個上調(diào)基因和470個下調(diào)基因）扰藕；雄性溞與孤雌溞相比实胸，在雄性溞中有1616個差異表達(dá)基因（914個上調(diào)基因和702個下調(diào)基因）番官；雄性溞與兩性雌溞相比徘熔，在雄性溞中有738個差異表達(dá)基因（405個上調(diào)基因和333個下調(diào)基因）酷师。在雄性溞和兩性雌溞中高表達(dá)的基因主要屬于膠原蛋白相關(guān)家族、表皮相關(guān)家族荷憋、過氧物酶相關(guān)家族和生殖相關(guān)基因褐望，差異表達(dá)基因富集的主要功能與保護(hù)性表皮結(jié)構(gòu)形成瘫里、氧氣的轉(zhuǎn)運(yùn)和儲存谨读、性腺發(fā)育和雄性性別決定有關(guān)劳殖，主要通路與應(yīng)對環(huán)境脅迫反應(yīng)、表皮屏障的形成和生殖腺與卵母細(xì)胞正常發(fā)育有關(guān)塑径。在miRNA表達(dá)分析中，獲得39個保守的miRNAs和8個新的miRNA劳景；雄性溞與孤雌溞相比盟广，在雄性溞中有9個差異表達(dá)miRNA（4個上調(diào)和5個下調(diào)）筋量；雄性溞與兩性雌溞相比碉熄，在雄性溞中有6個差異表達(dá)基因（3個上調(diào)和3個下調(diào)）锈津；bantam琼梆、miR-iab-4、miR-7纫雁、miR-33倾哺、miR-124和miR-252家族的miRNA可能在隆線溞生殖轉(zhuǎn)化過程發(fā)揮重要作用悼粮。此外扣猫，幾對miRNA-mRNA可能是調(diào)節(jié)隆線溞生殖轉(zhuǎn)化生物過程（性腺發(fā)育申尤、雄性性別決定）的功能性模塊昧穿，如dpu-miR-252a—Lrp2时鸵、dpu-miR-279b—Lrp2、dpu-miR-375—Lrp2初坠、dpu-miR-375—DapmaDsx1-a碟刺、novel-miR-6—GRIK2和novel-miR-6—Ocin01_04175調(diào)控模塊半沽。
關(guān)鍵詞：枝角類者填；生殖；轉(zhuǎn)錄組重挑；蛋白組刺覆；miRNA 組谦屑；
Abstract
The cladoceran, a small crustacean, is one of the dominant organisms in the community of freshwater zooplankton. It is usually called "water flea" or "blood worm" and belongs to the arthropoda, crustacea, branchiopoda and cladocerata. During its long history of evolution, Cladoceran has formed an unique mode of reproduction, as the parthenogenesis and bisexual reproduction appear alternatively in a life span. The development of sexual dimorphism that depend on external environmental conditions is a basic phenomenon of cladoceran, which enables cladoceran to properly utilize their reproductive strategies to adapt to changes in the external environment, and parthenogenesis enables populations to grow rapidly and sexual reproduction produces dormant eggs to maintain the survival and continuation of the population. The reverse of reproduction mode of cladoceran can be affected effectively by environmental cues, and closely regulated by inner molecular mechanism at the same time, as a result of mutual interaction between environment and inner regulation. However, little is known about the molecular mechanisms of reproduction switching in Cladoceran. In this project, using Monia micrura and Daphnia carinata as the model, the omics, bioinformatics and molecular biology methods were used to analyze the molecular expression profiles of cladoceratae during reproductive switching, key regulatory factors related to reproductive switching in cladoceratae were screened out. First, the differential expression of mRNA and its protein products in Monia micrura (parthenogenetic female (PF) and sexual female (SF)) were analyzed by transcriptome and proteome. Second, differential expression of mRNA and miRNA in Moina micrura (male (M), parthenogenetic female and sexual female) were analyzed by transcriptome and miRNA analysis. The main results are as follows:
The analysis of mRNA and its protein products differentially expressed in parthenogenetic female and sexual female of Moina micrura: A total of 1665 DEGs (702 up-regulated, 963 down-regulated) and 600 differentially expressed proteins (DEPs) (102 up-regulated, 498 down-regulated) were detected in SF. Correlation analyses indicated that 31 genes were expressed significantly differentially at both transcriptomic and proteomic levels, including 15 up-regulated genes and 16 down-regulated genes in SF. Meanwhile, our data also showed that 528 DEPs have discordant expression at transcript level, implying post-transcriptional (including translational) regulation. These top up-regulated genes and their protein products in SF were mainly grouped into the globin-related family, vitellogenin-related family, cuticle-related family, Hsp-related family and methyltransferases-related family, which were all involved in the reproductive switching in Daphnia. In contrast, a GO analysis revealed that up-regulated genes and their protein products in PF were strongly associated with the metabolic process, which may be responsible for rapid population proliferation in M. micrura.
The analysis of mRNA and miRNA differentially expressed in male, parthenogenetic female and sexual female of Daphnia carinata: in the mRNA expression analysis, 1127 differentially expressed genes (657 up-regulated and 470 down-regulated) were detected in SF compared with PF, 1616 differentially expressed genes (914 up-regulated and 702 down-regulated ) were detected in M compared with SF, and 738 differentially expressed genes (405 up-regulated and 333 down-regulated) were detected in M compared with PF. These genes highly expressed in male and sexual female were mainly grouped into the collagen-related family, cuticle-related family, peroxidase-related family, and reproductive-related genes. The main functions of the enrichment of differentially expressed genes were related to the formation of protective epidermal structure, the transport and storage of oxygen, gonad development and male sex determination, and the main pathways were related to the response to environmental stress, the formation of epidermal barrier and the normal development of gonads and oocytes. In the miRNA expression analysis, 39 conserved miRNAs and 8 novel miRNAs were obtained, a total of 9 differentially expressed miRNAs (4 up-regulated and 5 down-regulated) were detected in male compared tosexual female and 6 differentially expressed genes (3 up-regulated and 3 down-regulated) were detected in male compared to parthenogenetic female; the miRNAs of bantam, mir-ab-4, mir-7, mir-33, mir-124 and mir-252 family may play an important role in the reproductive switching in D. carinata. In addition, several pairs of miRNA-mRNA may be functional modules regulating the reproduction process of daphnia (gonad development and male sex determination), such as dpu-miR-252a—Lrp2, dpu-miR-279b—Lrp2, dpu-miR-375—Lrp2, dpu-miR-375—dapmadsx1-a, novel-miR-6—GRIK2 and novel-miR-6—Ocin01_04175 regulatory modules.
Keywords****: Cladoceran; Reproduction; Transcriptome; Proteome; miRNA
縮略語表
Abbreviations
第一章 文獻(xiàn)綜述
枝角類是一種小型甲殼綱動物，是淡水浮游動物群落中的優(yōu)勢生物之一滞欠，通常被稱為“水蚤”或“紅蟲”，隸屬于節(jié)肢動物門（Arthropoda）隧哮、甲殼綱（Crustacea），鰓足亞綱（Babchiopoda）曲秉、枝角目（Cladocera）承二。它們最早出現(xiàn)在漸新紀(jì)纲爸，之后進(jìn)入了大部分淡水棲息地，其身體短小神妹，左右側(cè)扁鸵荠，呈橢圓形蛹找，體長大多數(shù)為0.2-6.0毫米（0.01-0.24英寸）庸疾，其頭部頭朝下暴露在外届慈，復(fù)眼正中凌箕，一個薄而透明的甲殼覆蓋著明顯未分割的胸腔和腹部（蔣燮治 1978）牵舱。絕大多數(shù)生活于淡水芜壁、池塘慧妄、湖泊中塞淹，是水域生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成部分饱普。
1.1 枝角類生殖模式
枝角類大多數(shù)物種的生殖方式為周期性孤雌生殖套耕，即當(dāng)外界環(huán)境條件惡化時(shí)冯袍，會從孤雌生殖(無性生殖)向有性生殖轉(zhuǎn)變（圖1-1）（Harris et al 2012）。當(dāng)外界環(huán)境條件適宜枝角類生長時(shí)舶吗，雌性溞通常通過孤雌生殖進(jìn)行繁殖裤翩，群體中通常不存在雄性個體踊赠，此時(shí)雌體產(chǎn)生的卵被稱為稱為孤雌生殖卵或夏卵每庆。它產(chǎn)生的夏卵被儲存在母體孵育囊中缤灵，不需受精就能迅速發(fā)育腮出，孵育出幼溞胚嘲，幼溞發(fā)育到一定程度于母體脫殼前幾小時(shí)離開母體馋劈，營獨(dú)立生活妓雾。通常母體蛻殼一次械姻，就產(chǎn)生一胎夏卵，每胎5-10只不等。當(dāng)外界環(huán)境惡化時(shí)，枝角類轉(zhuǎn)而進(jìn)行有性生殖棵磷，此時(shí)群體中會同時(shí)出現(xiàn)雄體和雌體。雄體和雌體進(jìn)行交配時(shí)谢鹊，雌體將卵排入孵育囊中，雄體將精子注入孵育囊并在孵育囊中完成受精過程偎巢，產(chǎn)生受精卵压昼，也稱冬卵窍霞。受精的冬卵通常包裹在卵鞍之中拯坟，發(fā)育到囊胚階段似谁，形成生殖腺與頭部的原基以后，就離開母體秃诵，進(jìn)入滯育期，直到周圍環(huán)境條件適宜其生長時(shí)彪杉，再繼續(xù)發(fā)育派近，孵出幼溞（Gordo et al 1994; Cao et al 2001）。依賴于外部環(huán)境條件的性二態(tài)的發(fā)展是枝角類的一種基本現(xiàn)象侯嘀，這使得枝角類能夠適當(dāng)?shù)乩盟鼈兊纳巢呗詠磉m應(yīng)外部環(huán)境的變化，孤雌生殖能使其種群數(shù)量在適宜環(huán)境下迅速增長吠谢，而有性繁殖則產(chǎn)生休眠卵工坊，以便在不利的環(huán)境條件下生存王污，并維持種群的生存和延續(xù)（Toyota et al 2016）枢析。
1.2 枝角類生殖轉(zhuǎn)化相關(guān)研究進(jìn)展
對枝角類特殊的生殖方式的研究醒叁，即從孤雌生殖轉(zhuǎn)向有性生殖及雄體出現(xiàn)的內(nèi)在規(guī)律和機(jī)理是目前眾多學(xué)者的最大興趣把沼。目前對枝角類生殖轉(zhuǎn)化的研究主要包括兩方面：外部環(huán)境因素的誘導(dǎo)和內(nèi)部蛋白或基因的調(diào)控饮睬。
1.2.1 外界環(huán)境因子對枝角類生殖轉(zhuǎn)化的影響
多年的研究已經(jīng)證明了枝角類生殖轉(zhuǎn)化與環(huán)境因子變化密切相關(guān)适掰，如研究發(fā)現(xiàn)溫度遇汞、食物、光照周期菩帝、種群密度等環(huán)境因子的改變均會誘發(fā)混交雌體的產(chǎn)生呼奢，并且能夠增加子代幼溞中雄性的比例，進(jìn)而進(jìn)行有性生殖（王巖等2000辐董；曹文清等2001郎哭；秦芬2009；Olmstead and Leblanc 2010）。
1）溫度和光照
溫度和食物是影響枝角類生殖轉(zhuǎn)化的重要因子亥至。極端的溫度(如高溫或低溫)通常會誘導(dǎo)雄性和休眠卵的產(chǎn)生（Gordo et al 1994）姐扮。盧芳野等研究表明低溫16℃是蒙古裸腹溞由孤雌生殖到兩性生殖轉(zhuǎn)化最強(qiáng)烈的刺激因子茶敏，當(dāng)升至18℃時(shí)可誘發(fā)產(chǎn)生休眠卵（盧芳野等 1999）缚俏；D’Abrano在研究多刺裸腹溞時(shí)認(rèn)為溫度的變化可能抑制其攝食，刺激分泌某種神經(jīng)介質(zhì)恬惯，影響后代的性別決定（D’Abramo 1980）酪耳；而大型溞不僅能在低溫下產(chǎn)生雄體碗暗，在30℃高溫下也能產(chǎn)生雄性言疗，只是相對較少（鄧道貴 2008）厨疙。光照周期也是影響枝角類生殖轉(zhuǎn)化的重要生態(tài)因子沾凄，Stross和Hill最早觀察到光照長短可以影響蚤狀溞的性別撒蟀，后來他們在大型溞中發(fā)現(xiàn)短光照是其進(jìn)行有性生殖的重要因子（Stross and Hill, 1968）保屯；縮短光周期可以誘導(dǎo)雄性個體的產(chǎn)生涤垫，增加有性雌體的比例（Baer and Ovens 1999）蝠猬，一般情況下需要溫度或種群密度協(xié)同作用（Stross 1969a; Stross 1969b）榆芦。
2）食物和密度
食物的種類匆绣、數(shù)量和質(zhì)量也是枝角類性別決定的重要因子崎淳。Arnold研究發(fā)現(xiàn)盔形溞在攝食難以消化的絲狀硅藻時(shí)會出現(xiàn)大量的雄體和混交雌體（Arnold 1971）拣凹。D'Abramo發(fā)現(xiàn)低的食物供給會誘導(dǎo)多刺裸腹溞（Moina macrocopa）進(jìn)行有性生殖咐鹤，并認(rèn)為這是由于攝食率的下降所致（D’Abramo 1980）圣絮；同樣的研究在蒙古裸腹溞和大型溞中也發(fā)現(xiàn)較低的食物濃度會誘導(dǎo)雄性和休眠卵的產(chǎn)生（曹文清2011; 鄧道貴2008）扮匠。而Banta等發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度適宜時(shí)棒搜，食物不足或過多都會促進(jìn)長刺溞產(chǎn)生雄體（Banta and Brown 1929a）力麸。種群密度也是改變枝角類生殖方式和誘導(dǎo)產(chǎn)生休眠卵的重要條件之一克蚂。通常雄體個體的比例和休眠卵的多少與種群密度之間呈正相關(guān)（Banta and Brown 1929b；張賽等 2011）摸恍。在短光照周期下立镶，種群密度可以刺激大型溞媚媒、蚤狀溞產(chǎn)生休眠卵（Stross and Hill 1965; Fitzsimmons and Innes 2006）缭召。而Olmstead和LeBlanc在研究高種群密度和食物限制對大型溞雄性性別決定的獨(dú)立和交互作用中觀察到高種群密度和食物限制都不會獨(dú)立刺激雄性性別決定恼琼，當(dāng)這兩個因素聯(lián)合起來后就會刺激了雄性后代的產(chǎn)生（Olmstead and LeBlanc 2010）晴竞。在之前的研究中也發(fā)現(xiàn)蚤狀溞種群密度的變化不會影響雄性的產(chǎn)生（Lnnes et al 1997）噩死。這提示我們神年，枝角類生殖方式的轉(zhuǎn)變可能受多種因素的協(xié)同調(diào)控并且還存在著內(nèi)生機(jī)制的調(diào)控已日，是遺傳與環(huán)境相互作用的結(jié)果飘千。
3）其他因子
除以上因子护奈，研究者們還發(fā)現(xiàn)了能夠引起枝角類發(fā)生生殖轉(zhuǎn)化的諸如代謝產(chǎn)物、化學(xué)信號痴奏、重金屬读拆、有機(jī)污染物等其他環(huán)境因子建椰。代謝產(chǎn)物的積累可以誘導(dǎo)枝角類發(fā)生生殖轉(zhuǎn)化棉姐，誘發(fā)雄性和休眠卵的產(chǎn)生（盧芳野和何志輝1999）。水體中的化學(xué)信號刺激如魚類分泌物或水體變化也會引起枝角類的休眠卵的產(chǎn)生（Lusarczyk 1999）笛洛。此外乃坤，水體環(huán)境中的污染物如重金屬湿诊、有機(jī)物污染物也能影響枝角類的生殖方式。重金屬如銅仿畸、鉛错沽、汞等顯著抑制大型溞的生殖（Meng et al 2008）千埃，一定濃度的有機(jī)溶劑會影響枝角類后代的性別比例忆植，增加雄溞和兩性雌溞的數(shù)量（Baer and Owens 1999; Oda et al 2005）唱逢。
1.2.2 枝角類內(nèi)在因子對其生殖轉(zhuǎn)化的調(diào)控作用
雖然許多情況下環(huán)境因子的變化確實(shí)能誘導(dǎo)枝角類發(fā)生生殖轉(zhuǎn)化坞古，但有時(shí)卻也無法使其發(fā)生改變或者其處于適宜的環(huán)境時(shí)也是會出現(xiàn)雄性和兩性雌體（Yampolsky and Yu 1992; 曹文清等 1999）。因此一些研究者認(rèn)為枝角類從無性生殖轉(zhuǎn)向有性生殖主要受內(nèi)部因素的調(diào)控织堂，如受自身分泌的激素誘導(dǎo)或幾個關(guān)鍵基因調(diào)控易阳，環(huán)境可能只是在外部起到了一點(diǎn)誘導(dǎo)作用潦俺。Mousseau等提出了母體將環(huán)境變化的信息傳遞給子代，從而子代表現(xiàn)出對環(huán)境變化的適應(yīng)性表現(xiàn)型（Mousseau and Fox 1998）早像。眾所周知卢鹦，在卵母細(xì)胞成熟過程中冀自，雄性的產(chǎn)生受到內(nèi)分泌因素的控制熬粗，雄溞的發(fā)生可以由保幼激素類似物誘導(dǎo)（Olmstead and Leblanc 2003）荐糜。王金秋和曹文清等認(rèn)為，在枝角類的基因庫中存在著隱性基因或性別決定基因延塑，會受到環(huán)境因子的誘導(dǎo)發(fā)生性別轉(zhuǎn)化或性別形成（曹文清等 1999；王金秋 2000）侥涵。
生殖轉(zhuǎn)化相關(guān)基因以及他們在性別分化上的影響已經(jīng)在多項(xiàng)研究中得到闡述芜飘。性別決定通路的基因如Doublesex (Dsx), Transformer (Tra)和Chk1已經(jīng)在蚤狀溞和大型溞不同生殖模型（有性生殖雌溞嗦明、孤雌生殖雌溞和雄溞）中進(jìn)行了研究(Kato et al 2010; Kato et al 2011; Guo et al 2015)娶牌。此外馆纳，Xu等基于EST測序分析發(fā)現(xiàn)VTN、VTG和HSP基因與枝角類的生殖與胚胎發(fā)育密切相關(guān)（Xu et al 2009）鉴裹。Liu等的研究表明有性生殖雌溞中的衰老相關(guān)蛋白（SAP）基因的表達(dá)水平比孤雌生殖雌溞要高（Liu et al 2014a）径荔，這可能提示枝角類的周期性孤雌生殖機(jī)制與衰老過程之間有密切聯(lián)系猖凛。最近辨泳，Zhang等通過轉(zhuǎn)錄組測序發(fā)現(xiàn)擬同形溞（Daphnia similoides）中幾丁質(zhì)和卵黃蛋白原相關(guān)基因可能在生殖轉(zhuǎn)化中有非常關(guān)鍵的作用（Zhang et al 2016）菠红。由于生殖轉(zhuǎn)化過程的復(fù)雜性试溯，上述這些研究都沒有真正探知枝角類生殖轉(zhuǎn)化的機(jī)制遇绞。
1.3 枝角類組學(xué)技術(shù)發(fā)展概況
隨著生物信息學(xué)和高通量組學(xué)技術(shù)的發(fā)展，這些實(shí)驗(yàn)工具使科學(xué)家能夠從多方面研究枝角類體內(nèi)的細(xì)胞蹄咖、組織和器官澜汤】〉郑基因組徽诲、轉(zhuǎn)錄組馏段、蛋白組院喜、代謝組這些工具可以分析和積累大量的數(shù)據(jù)喷舀，更有利于研究枝角類在環(huán)境刺激下表型改變的潛在的分子機(jī)制（Colbourne et al 2011; Eads et al 2007; Fr?hlich et al 2009; Poynton et al 2011）。
1.3.1 枝角類基因組研究
在分子生物學(xué)和遺傳學(xué)領(lǐng)域爸邢，基因組是指生物體的一整套DNA杠河，包括基因（編碼區(qū)）和非編碼DNA（<cite>Brosius 2009</cite>）券敌、以及線粒體DNA（Lioyd 2000）和葉綠體DNA待诅”把悖基因組的研究被稱為基因組學(xué)测蹲，它是研究基因組的結(jié)構(gòu)弛房、功能、進(jìn)化媒咳、定位和編輯的交叉學(xué)科領(lǐng)域涩澡∶钔基因組學(xué)還涉及基因組測序和分析粥帚，利用高通量DNA測序與生物信息學(xué)組裝和分析整個基因組的功能和結(jié)構(gòu)（Culver and Labow 2002）芒涡。
隨著高通量測序技術(shù)和生物信息學(xué)的快速發(fā)展赠群，全基因組de novo 測序已然成為一種探究生物生物學(xué)問題的高性價(jià)比方法查描。完成枝角類基因組圖譜的繪制，就可以從基因組水平對枝角類的生長柏卤、發(fā)育冬三、進(jìn)化、起源等問題進(jìn)行研究闷旧，從而有助于對其生殖轉(zhuǎn)化等生物學(xué)問題的研究长豁。
Crease最早對蚤狀溞核糖體RNA的基因間區(qū)域長度進(jìn)行了研究并測定了其核糖體小亞單位rRNA基因的全部核苷酸序列，之后又完成了蚤狀溞線粒體DNA全部基因組的測序分析（Crease 1993; Crease and Colbourne 1998a; Crease and Taylor 1998b; Crease 1999）忙灼。2011年匠襟，Colbourne等完成了蚤狀溞的全基因組測序，其成為現(xiàn)存的唯一基因組信息完全公布的枝角類基因組（Colbourne et al 2011）该园，2015年Gilbert等繪制了大型溞基因組圖譜酸舍，但是可獲得的信息僅有一部分（Gilbert et al 2015）。
1.3.2 枝角類轉(zhuǎn)錄組研究
轉(zhuǎn)錄組是指一個細(xì)胞或一群細(xì)胞中所有RNA分子的集合。根據(jù)特定的實(shí)驗(yàn)泣特，它有時(shí)被用來指代所有的RNA，或者僅僅是mRNA。之前我們對轉(zhuǎn)錄組的了解在很大程度上是源自于基因預(yù)測和有限的EST證據(jù)，而現(xiàn)在利用新一代測序（NGS）技術(shù)（或稱為RNA-seq）進(jìn)行的全轉(zhuǎn)錄組測序擁有前所未有的靈敏度和準(zhǔn)確度丢氢，已經(jīng)揭示了從酵母菌到人類的轉(zhuǎn)錄組復(fù)雜景觀和動態(tài)（Wilhelm and Landry 2009; Marguerat and Bahler 2010; Ozsolak and Milos 2011）。RNA-seq這種轉(zhuǎn)錄定量技術(shù)已經(jīng)在基因注釋、表達(dá)分析和轉(zhuǎn)錄譜分析中得到了廣泛而成功的應(yīng)用（Lamb et al 2011）。Eads等利用轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究了蚤狀溞雄性和雌性的兩個生殖階段的基因表達(dá)情況，并揭示了一些在枝角類等甲殼動物中保守的雄性偏向基因（Eads et al 2007）。最近一些研究者通過轉(zhuǎn)錄組技術(shù)已經(jīng)在蚤狀溞和擬同形溞中挖掘出了有性生殖雌溞和孤雌生殖雌溞之間的差異表達(dá)基因（Toyota et al 2015; Zhang et al 2016）仁讨。Huylmans等根據(jù)de novo轉(zhuǎn)錄組組裝分析了盔形溞孤雌生殖雌體和雄性之間的性別偏向基因表達(dá)荒给，發(fā)現(xiàn)在盔形溞體內(nèi)存在性別決定和保幼激素通路的關(guān)鍵基因的同源物溪北，并認(rèn)為其在無性生殖向有性生殖轉(zhuǎn)變中發(fā)揮重要作用咧叭，而這些同源基因在枝角類物種中高度保守（Huylmans et al 2016）派撕。
1.3.3 枝角類蛋白組研究
蛋白質(zhì)組是指基因組、細(xì)胞、組織或有機(jī)體在一定時(shí)間內(nèi)表達(dá)或可以表達(dá)的全部蛋白質(zhì)姆打。它是在特定時(shí)間闲延、特定條件下侍匙，在特定類型的細(xì)胞或有機(jī)體中表達(dá)的一組蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)組學(xué)是對蛋白質(zhì)組的研究，它是一種高通量方法，用于解決基因組序列無法提供的基因功能研究，是確認(rèn)基因功能的最直接方法（Ahsan et al 2008）。蛋白組學(xué)對基因組學(xué)的有效補(bǔ)充也為枝角類生殖轉(zhuǎn)化機(jī)理的研究提供了更多新的思路壮锻。張明鳳等利用蛋白組學(xué)技術(shù)研究了隆線溞孤雌溞和兩性雌溞兩種不同生殖狀態(tài)下蛋白質(zhì)表達(dá)水平的差異途事，發(fā)現(xiàn)其從孤雌生殖轉(zhuǎn)化為有性生殖過程中類酸性脫氫酶（2I234）表達(dá)量變化尤為顯著（Zhang et al 2006）召烂。但是酗昼，總的來說該方面的工作還不多春弥。
1.3.4 枝角類microRNA組研究
microRNA（縮寫為miRNA）是在植物逃呼、動物和一些病毒中發(fā)現(xiàn)的小的非編碼RNA分子（含有約22個核苷酸）蔫缸，其在RNA沉默和基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)中發(fā)揮作用（Ambros 2004; Bartel 2004）吐葱。miRNA首次是1993年在秀麗隱桿線蟲（Caenorhabditis elegans）中被鑒定（Wightman et al 1993），它能夠?qū)Ω鞣N環(huán)境壓力作出反應(yīng)（Chen et al 2015）奈嘿。近幾年，研究者們已經(jīng)對miRNA在動物中的影響進(jìn)行了廣泛的研究，例如秀麗隱桿線蟲（Grad et al 2003）赫舒、老鼠（Tang et al 2012）和日本刺參（Lu et al 2014)。新一代測序（NGS）技術(shù)為鑒定復(fù)雜生物樣品中的miRNA提供了前所未有的靈敏度耻姥，可以很方便確定miRNA的潛在功能和靶基因，已經(jīng)有很多物種的miRNA轉(zhuǎn)錄組被鑒定，例如家蠶（Wu et al 2013）幼衰、綿羊（Zhang et al 2013）和瓦氏黃顙魚（Zhang et al 2016）。而枝角類miRNA轉(zhuǎn)錄組的研究也引起了人們的廣泛關(guān)注。Liu等利用生物信息學(xué)的方式在蚤狀溞中預(yù)測了252個miRNA前體，其可能產(chǎn)生262個功能性miRNA（Liu et al 2013）刊侯。ünlü等利用Illumina HiSeq 2000 NGS平臺完成了大型溞表觀遺傳調(diào)控的miRNA鑒定（ünlü et al 2015）梁厉。Chen等篩選出了蚤狀溞在耐受鎘壓力下的差異表達(dá)miRNA（Chen et al 2016）喜德。然而秕豫，目前對與枝角類生殖轉(zhuǎn)化相關(guān)miRNA的鑒定與分析的研究還沒有回铛。
