基于第三代PacBio测序技术的家蚕微孢子虫浙江株全基因组及其比较分析
摘要 家蚕微孢子虫(Nosema bombycis)是危害家蚕养殖业的主要病原微生物,已在不同养蚕地区发现多种株型。本研究采用第三代基因组测序技术PacBio RSⅡ对分离自浙江地区的家蚕微孢子虫浙江株(N. bombycis Zhejiang)进行基因组测序,并对其基因组序列特征和基因功能注释进行分析。该微孢子虫基因组测序数据量为2.34 Gb,基因组大小为17.3 Mb,共拼接获得95个scaffolds,基因组覆盖深度达到138倍。比较基因组分析结果显示,N. bombycis Zhejiang与N. bombycis CQ1的基因组大小和GC含量相似,并且具有较好的基因组共线性关系。GO注释热图分析表明,不同微孢子虫基本功能分类基因丰度相似,但是浙江株在代谢过程等方面具有更高丰度。基于GLUT3氨基酸序列的系统进化分析显示,家蚕微孢子虫GLUT3蛋白主要分为2个亚家族,浙江株有3个GLUT3蛋白与CQ1株的亲缘关系最近,其余8个则与柞蚕微孢子虫形成进化支。利用实时荧光定量PCR对葡萄糖诱导后的浙江株GLUT3基因表达模式进行分析,结果表明,50 mmol/L葡萄糖诱导1 h后,A3834和A5849基因表达显著升高。各微孢子虫的GLUT3保守基序片段构成转运体的核心α螺旋结构,分子对接分析表明该片段氨基酸残基可能是葡萄糖结合和蛋白质稳定的关键位点。此外,家蚕微孢子虫2个GLUT3亚家族的蛋白序列长度、跨膜次数和平均疏水性均存在不同,推测2株家蚕微孢子虫在葡萄糖的摄取转运方面可能有所差异。研究结果为今后深入研究家蚕微孢子虫不同株型的进化机制和与宿主的相互作用提供了支撑。