孫 濤，張示淵，王 巖,陳創(chuàng)夫

(1. 石河子大學(xué)醫(yī)學(xué)院；2. 石河子大學(xué)第三附屬醫(yī)院(石河子市人民醫(yī)院)；3. 石河子大學(xué)動物科技學(xué)院；4. 石河子大學(xué)畜牧學(xué)博士后流動站，新疆維吾爾自治區(qū)石河子市 832000)

轉(zhuǎn)錄組測序(RNA-sequencing)技術(shù)的廣泛運(yùn)用，可以獲得大量的轉(zhuǎn)錄本信息，從中發(fā)掘出有重要功能的基因，尤其適用于基因信息匱乏的物種，很大程度上促進(jìn)了非模式生物的功能基因組分析(Nagalakshmietal., 2008)，也為研究鱗翅目昆蟲分類、進(jìn)化、發(fā)育、與寄主互作等問題提供了技術(shù)支持(楊帆等，2014)。與全基因組相比，轉(zhuǎn)錄組測序成本低、周期短，具有很高的性價比。對于目前還沒測定全基因組的非模式昆蟲來說，先測轉(zhuǎn)錄組是深入研究基因發(fā)掘、分子標(biāo)記開發(fā)和功能鑒定的最佳選擇(張棋麟和袁明龍，2013)。目前，已有甜菜夜蛾Spodopteraexigua(Pascualetal., 2012)、小菜蛾P(guān)lutellaxylostella(Youetal., 2013)、沙棘蠹木蛾Eogystiahippophaecolus(Cuietal., 2017)等鱗翅目非模式昆蟲開展了高通量測序。

阿爾泰蝠蛾HepialusaltaicolaWang屬于鱗翅目Lepidoptera蝙蝠蛾科Hepialidae蝠蛾屬Hepialus，是新疆特有昆蟲，僅分布于海拔1 000～3 000 m處的新疆阿爾泰山。其幼蟲是新疆蟲草菌Ophiocordycepsgracilis的寄主昆蟲，受真菌感染后形成的蟲菌復(fù)合體即新疆蟲草，具有很高的藥用價值和經(jīng)濟(jì)意義(索菲婭等，2008)。阿爾泰蝠蛾幼蟲棲居于地下5～20 cm的土壤層中，以采食新疆芍藥Paeoniasinjiangensis和新疆藜蘆Veratrumlobelianum等植物嫩根部分為生，所棲息的土壤微環(huán)境的日平均溫度在-5～15℃，每年還要經(jīng)歷長達(dá)半年的凍土期。另外，通過野外觀察和室內(nèi)飼養(yǎng)發(fā)現(xiàn)，幼蟲在0～5℃還能維持取食和運(yùn)動能力，具有很強(qiáng)的低溫環(huán)境適應(yīng)性。目前，對阿爾泰蝠蛾的研究主要集中在生物學(xué)特性方面，主要包括生殖規(guī)律的觀察(趙恒等，1998a)、幼蟲的飼養(yǎng)(趙恒等，1998b)、活蛹的無損鑒別(王巖等，2018)和食性的調(diào)查研究(王巖等，2020)等，而關(guān)于蝠蛾基因方面的研究相對較少。溫度在決定昆蟲的生存、分布和數(shù)量方面起著至關(guān)重要的作用，同時也影響昆蟲生理生化過程、代謝活動以及生長發(fā)育狀況(Sinclairetal., 2003)。阿爾泰蝠蛾幼蟲獨(dú)特的生境(低溫高海拔地區(qū))及低溫下仍能維持取食和運(yùn)動的能力，為研究昆蟲低溫適應(yīng)性提供了良好的實(shí)驗(yàn)材料。

本研究采用Illumina HiSeqTM2500測序平臺對阿爾泰蝠蛾幼蟲進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序，并對獲得的Unigenes進(jìn)行基因功能注釋、分類及代謝途徑的分析，以期獲得阿爾泰蝠蛾更多的轉(zhuǎn)錄本信息，從基因組水平上發(fā)掘蝠蛾應(yīng)激代謝相關(guān)的功能基因，為研究蝠蛾低溫適應(yīng)相關(guān)分子和代謝調(diào)節(jié)機(jī)制提供依據(jù)，也為進(jìn)一步相關(guān)基因的克隆與表達(dá)奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 供試?yán)ハx

阿爾泰蝠蛾幼蟲采自新疆阿勒泰地區(qū)布爾津縣的阿爾泰山上(海拔1 260 m)，收集幼蟲棲身土壤作為飼養(yǎng)土帶回實(shí)驗(yàn)室。選擇個體大小相近的健康活蟲用于轉(zhuǎn)錄組研究，飼養(yǎng)于光照培養(yǎng)箱中(MGC-250P型，上海一恒)，飼養(yǎng)溫度為12℃±1℃，相對濕度50%～60%，光周期16 L ∶8 D，飼養(yǎng)一周后用液氮速凍并保存于-80℃冰箱備用。

1.2 RNA提取、cDNA文庫構(gòu)建和Illumina測序

從凍存的蝠蛾幼蟲中選取大小相近的3頭，用TRIzol試劑提取RNA。用1%瓊脂糖凝膠電泳分析總RNA降解程度及是否有污染，Nanodrop 2000分光光度計(IMPLEN, CA, USA)檢測RNA的純度(OD260/OD280)，并用Qubit RNA Assay Kit對RNA濃度進(jìn)行定量，Agilent Bioanalyzer 2100(Agilent Technologies, CA, USA)檢測RNA的完整性。

將檢測合格的總RNA樣品用帶有Oligo(dT)的磁珠富集mRNA，加入fragmentation buffer使其隨機(jī)打成短片段，再以片段化的mRNA為模板，用6堿基隨機(jī)引物(random hexamers)合成cDNA第一鏈，然后加入緩沖液、dNTPs、RNaseH和DNA聚合酶I合成cDNA第二鏈，并使用AMPure XP beads對其進(jìn)行純化。洗脫純化后的雙鏈cDNA先進(jìn)行末端修復(fù)、加A尾并連接測序接頭，再用AMPure XP beads進(jìn)行片段大小選擇，最后通過PCR擴(kuò)增得到cDNA文庫。采用Illumina HiSeqTM2500(Illumina, San Diego, CA, USA)系統(tǒng)進(jìn)行測序，測序讀長為PE125。cDNA文庫構(gòu)建及測序工作由北京百邁克生物科技有限公司協(xié)助完成。

1.3 轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)組裝和拼接

對測序得到的原始數(shù)據(jù)(raw reads)進(jìn)行過濾，去除接頭污染，去除未知堿基N大于10%的reads，去除低質(zhì)量reads(質(zhì)量值Q phred <=20的堿基數(shù)占整個reads的50%以上的reads)，得到過濾后的數(shù)據(jù)(clean reads)，再進(jìn)行后續(xù)分析。在高質(zhì)量的clean reads基礎(chǔ)上計算Q20(Phred>20堿基占總堿基的百分比)、Q30(Phred>30堿基占總體堿基的百分比)、GC(堿基G和C的總和占總的堿基數(shù)的百分比)含量和重復(fù)序列水平。利用Trinity軟件(Grabherretal, 2011)對clean reads進(jìn)行拼接組裝，使用Tgicl對組裝結(jié)果進(jìn)行聚類去冗余得到最終的單基因簇Unigenes用于后續(xù)分析，命名為“All-unigene”。

1.4 基因功能注釋和分類

為獲得全面的基因功能信息，使用Blast通過序列相似性將Unigenes與7個主要功能數(shù)據(jù)庫(Nr，KOG/COG，Swiss-Prot，Pfam，KEGG和GO)進(jìn)行比對，得到基因的功能注釋信息。然后用Blast2GO和WEGO進(jìn)行GO(Gene Ontology)條目和功能分類統(tǒng)計(Conesaetal., 2005; Yeetal., 2006)。利用KOBAS 2.0(Xieetal., 2011)獲得KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)中Unigenes的直系同源結(jié)果。用HMMER(Eddy, 1998)將Unigene序列與Pfam數(shù)據(jù)庫(Finnetal., 2014)進(jìn)行比較，獲得Unigenes的注釋信息。

1.5 CDS預(yù)測

根據(jù)功能注釋結(jié)果，將Unigenes按照Nr、Swissprot、KEGG、COG蛋白庫的優(yōu)先級順序進(jìn)行比對，挑選Unigene的最佳比對片段作為該Unigene的CDS(按照5′>3′的順序)；沒有比對上的序列或比對上未預(yù)測出結(jié)果的序列，則采用ESTScan軟件預(yù)測，得到這部分基因編碼的核酸序列和氨基酸序列。

1.6 與環(huán)境適應(yīng)和抗逆性相關(guān)基因的推測

根據(jù)獲得的阿爾泰蝠蛾基因功能注釋信息，結(jié)合已有相關(guān)文獻(xiàn)報道(Luetal., 2014; Cuietal., 2017; Torsonetal., 2017)，從中推測出與環(huán)境應(yīng)激相關(guān)的代謝調(diào)節(jié)候選基因。采用FPKM (fragments per kilobase of transcript per million fragments mapped)值表示對應(yīng)Unigenes的表達(dá)豐度。

2 結(jié)果與分析

2.1 阿爾泰蝠蛾轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)的組裝

轉(zhuǎn)錄組樣本數(shù)據(jù)量為21.31 G，經(jīng)過分析，共組裝獲得144 329個轉(zhuǎn)錄本，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行聚類和組裝分析得到100 133個Unigenes，總長度86 319 112 bp，平均長度862 bp，N50(覆蓋50%所有核苷酸的最大序列重疊群長度)長度為1 628 bp，其中長度在1 kb以上的有23 747條，占全部Unigenes的23.72%，長度為200～300 bp的Unigene所占比例最大，占總體的33.6%(表1)，阿爾泰蝠蛾轉(zhuǎn)錄組組裝后得到Unigenes長度分布(圖1)。序列的質(zhì)量參數(shù)Q20的百分比在97%以上；Q30的百分比在92%以上(表2)，可對轉(zhuǎn)錄組質(zhì)量進(jìn)行評價。

表1 阿爾泰蝠蛾轉(zhuǎn)錄組組裝結(jié)果

表2 阿爾泰蝠蛾cDNA 樣品測序數(shù)據(jù)評估統(tǒng)計表Table 2 Summary for raw reads of cDNA samples of Hepialus altaicola

圖1 阿爾泰蝠蛾轉(zhuǎn)錄組組裝后得到Unigenes長度分布Fig.1 Length distribution of all assembled Unigenes of Hepialus altaicola

2.2 Unigene的功能注釋、分類和代謝途徑分析

2.2.1Unigene在各數(shù)據(jù)庫中的比對

將獲得的100 133個Unigenes分別在7個主要功能數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行比對，取閾值e≤10-10，共有38 198條Unigenes獲得注釋，占38.15%；其中占比最高的是Nr數(shù)據(jù)庫，注釋32 381條Unigenes(32.34%)，與其他生物的已知蛋白具有不同程度的同源性。COG數(shù)據(jù)庫注釋基因共有11 084條，占11.03%；KOG數(shù)據(jù)庫注釋基因共有20 669條，占20.64%；Swiss-Prot數(shù)據(jù)庫注釋基因共有16 690條，占16.67%；Pfam數(shù)據(jù)庫注釋基因共有23 816條，占23.78%；GO數(shù)據(jù)庫注釋基因共有13 261條，占13.24%；KEGG數(shù)據(jù)庫注釋基因共有15 058條，占14.78%；此外，通過其中5種主要數(shù)據(jù)庫(COG、NR、GO、Swiss-Prot和Pfam)維恩圖可以更清晰了解各數(shù)據(jù)庫交叉注釋情況(圖2)。

從所注釋到NR數(shù)據(jù)庫中的物種分布來看，有1 634個(占5.36%)基因與斜紋夜蛾Spodopteralitura相似基因序列最多；其次為臍橙螟蛾Amyeloistransitella，有1 503個(占4.93%)；有1 376個(占4.51%)基因與一種名為Pristionchuspacificus的寄生蟲線蟲同源；其它相似性序列數(shù)量大于2%的物種有小菜蛾(4.13%)，家蠶Bombyxmori(3.89%)，偏瞳蔽眼蝶Bicyclusanynana(3.63%)，棉鈴蟲Helicoverpaarmigera(3.59%)，煙芽夜蛾Heliothisvirescens(3.50%)，柑橘鳳蝶Papilioxuthus(2.87%)，其它物種占63.59%(圖3)。

圖2 COG, GO, NR, Pfam及Swissprot功能注釋維恩圖Fig.2 A Venn diagram shows commonality and difference of annotation based on COG, GO, NR, Pfam and Swissprot

圖3 阿爾泰蝠蛾Unigenes在Nr數(shù)據(jù)庫中的物種分布圖Fig.3 Species distribution of Unigenes of Hepialus altaicola in Nr database

2.2.2Unigene的COG分類注釋

經(jīng)過COG數(shù)據(jù)庫功能預(yù)測和分類，共有11 084 個Unigenes被注釋，根據(jù)其功能可分為26類(圖4)。其中，一般功能預(yù)測類(General function prediction only，1 432個)基因最多；其次為轉(zhuǎn)錄、核糖體結(jié)構(gòu)和生物合成(Translation, ribosomal structure and biogenesis，1 428個)；翻譯后修飾，蛋白質(zhì)折疊和分子伴侶(Posttranslational modification, protein turnover, chaperones，1 175個)、碳水化合物運(yùn)輸和代謝(Carbohydrate transport and metabolism，1 059個)，氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝(Amino acid transport and metabolism，826個)，其他類別的基因表達(dá)豐度各不相同。COG分類揭示了可能參與調(diào)節(jié)阿爾泰蝠蛾幼蟲在冷適應(yīng)過程中基因的特定反應(yīng)和功能。

2.2.3Unigene的GO分類注釋

共有13 261個Unigenes在GO數(shù)據(jù)庫中3大類57個功能組中找到對應(yīng)，分別是分子功能(Molecular function)分為15個亞類，細(xì)胞成分(Cellular component)的19個亞類，生物學(xué)過程(Biological process)23個亞類。分子功能類注釋到15 023條，其中催化活性(Catalytic activity)和結(jié)合活性(Binging)的Unigenes數(shù)量較多，分別是6 871和5 786條，其余均在1 000條以下。細(xì)胞成分類注釋到22 008條，其中細(xì)胞(Cell)和細(xì)胞部分(Cell part)的Unigenes數(shù)量較多，分別是4 529和4 519條；生物學(xué)過程類注釋到23 963條，排在前三位的是代謝過程(Metabolic process)、細(xì)胞過程(Cellular process)和單一有機(jī)體過程(Single-organism process)，分別是6 257、6 217和3 581條，其余的均在2 000條以下(圖5)。

2.2.4Unigene的KEGG分類注釋

使用KEGG數(shù)據(jù)庫進(jìn)行Unigenes代謝途徑分析。結(jié)果顯示，共有15 058個Unigenes參與了環(huán)境信息處理(Environmental information processing)、遺傳信息處理(Genetic information processing)、細(xì)胞過程(Cellular processes)、代謝(Metabolism)和有機(jī)體系統(tǒng)(Organismal systems)5類代謝分支，歸屬于305條通路。其中注釋最多的5個代謝通路依次為核糖體(678)、碳代謝(431)、剪接體(414)、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白加工(395)、嘌呤代謝(371)(表3)。

圖4 阿爾泰蝠蛾Unigenes的COG分類圖Fig.4 COG functional categories of Hepialus altaicola Unigenes注：圖中括號內(nèi)數(shù)字代表Unigenes的數(shù)量，百分?jǐn)?shù)代表其所占比例。Note:The numbers in brackets in the figure represent the number of unigenes, and the percentage represents its propotion.

圖5 Unigenes的GO分類圖Fig.5 GO functional categories of Unigenes

表3 阿爾泰蝠蛾的KEGG通路總結(jié)

2.3 CDS預(yù)測

編碼序列(CDS)預(yù)測結(jié)果顯示，共54 002條序列可被編碼，占全部基因的53.93%(54 002/100 133)。長度在300 nt以上的Unigene為40 237條，占74.51%。其中0～100 nt的最多，有23 591條；其次是100～200 nt(11 072條)及200～300 nt(5 574條)，其余長度區(qū)間的CDS都在5 000條以下(圖6)。

圖6 編碼序列(CDS)長度分布圖Fig.6 Coding sequence (CDS) length distribution

2.4 與環(huán)境應(yīng)激相關(guān)的代謝調(diào)節(jié)基因的分析

對阿爾泰蝠蛾基因表達(dá)量進(jìn)行分析，已有基因功能注釋信息中的大多數(shù)Unigenes與生物過程中的新陳代謝有關(guān)。結(jié)合已有的相關(guān)文獻(xiàn)報道，在轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)中篩選了311個可能與冷適應(yīng)相關(guān)的蛋白和酶的代謝調(diào)節(jié)基因，例如昆蟲表皮蛋白(Insect cuticle protein, ICP)，熱休克蛋白(Heat shock proteins, HSPs)，海藻糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(Trehalose transporter 1, TRET1)，谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶(Glutathione S-transferase, GST)和幾丁質(zhì)酶Chitinase(表4)。其中大多數(shù)與HSP相關(guān)的Unigenes被預(yù)測為編碼HSP70(31條)和HSP90(18條)型，其余還包括HSP40、HSP60及分子量小于30 kDa的小分子熱休克蛋白(small Heat Shock Proteins,sHSPs)。這些注釋信息能夠?yàn)榘柼鸲暧紫x環(huán)境適應(yīng)性中發(fā)揮潛在作用的基因功能研究提供新的線索。

表4 阿爾泰蝠蛾抗逆性相關(guān)基因的推測

表5 阿爾泰蝠蛾轉(zhuǎn)錄組FPKM統(tǒng)計

3 結(jié)論與討論

隨著測序技術(shù)的發(fā)展，轉(zhuǎn)錄組分析逐漸成為非模式生物發(fā)掘功能基因的有效手段(Veraetal., 2008)。本研究應(yīng)用Illumina高通量無參考基因組轉(zhuǎn)錄組測序，獲得了阿爾泰蝠蛾的轉(zhuǎn)錄組信息，通過數(shù)據(jù)庫分析和基因功能注釋，從中發(fā)掘與應(yīng)激代謝相關(guān)的抗逆性基因。通過序列的處理、Trinity拼接、轉(zhuǎn)錄本功能注釋等步驟，得到數(shù)據(jù)量為21.31 G的原始轉(zhuǎn)錄組信息，共144 391個轉(zhuǎn)錄本，進(jìn)一步分析得到100 133個Unigenes，總長度86 319 112 bp，平均長度和N50長度分別為862 bp和1 628 bp。同為蝙蝠蛾科的小金蝠蛾Hepialusxiaojinensis轉(zhuǎn)錄組測序得到50 164條Unigenes，N50為1 357 nt(Mengetal., 2015)。一般認(rèn)為N50值越大，反映組裝得到的長片段越多，組裝效果越好。從獲得基因的數(shù)量、平均長度和N50值等方面均顯示本次阿爾泰蝠蛾轉(zhuǎn)錄組的拼接效果良好；堿基Q30值>92%，說明堿基識別率較高，Q30值在80%以上認(rèn)為測序質(zhì)量可靠(王興春等，2015)。上述結(jié)果表明本研究測序和組裝結(jié)果較好，其質(zhì)量和長度滿足轉(zhuǎn)錄組分析的基本要求。

圖7 阿爾泰蝠蛾轉(zhuǎn)錄組中表達(dá)豐度較高的50個基因Fig.7 Top 50 most abundant Unigenes in the antennal transcriptome of Hepialus altaicola

基因數(shù)據(jù)庫中參考序列的數(shù)量是決定轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)注釋比例的主要因素，例如家蠶(Xiaetal., 2004)、大蠟螟Galleriamellonella(Vogeletal., 2011)等研究鱗翅目昆蟲的模式生物，其全基因組測序?yàn)轺[翅目昆蟲生物學(xué)和免疫學(xué)等基因功能的研究奠定了基礎(chǔ)。本研究共計有38 198條(占38.15%)Unigenes被Nr、Swiss-Prot、Pfam、GO、COG/KOG和KEGG等數(shù)據(jù)庫注釋，但仍有61 935條(61.85%)序列無法成功比對，這可能與拼接的序列片段過短而缺乏注釋信息有關(guān)(魏利斌等，2012)，也可能本身是非編碼序列或者是新的某種基因(Houetal., 2011)，而與已報道其他昆蟲缺少同源性。

GO是國際標(biāo)準(zhǔn)的基因功能分類體系，能夠全面描述生物體基因和基因產(chǎn)物的屬性，從宏觀上認(rèn)識某一物種的基因功能分布特征(Botsteinetal., 2000)。阿爾泰蝠蛾轉(zhuǎn)錄組Unigenes在GO數(shù)據(jù)庫中共得到的13 261條功能注釋，其中參與代謝、催化與結(jié)合活性的基因功能注釋較多，這與其它昆蟲的轉(zhuǎn)錄組研究結(jié)果相一致(Zhangetal., 2015; 孟翔等, 2016)。不同昆蟲的GO二級功能注釋有所差異，如意大利蝗Calliptamusitalicus二級功能注釋有52個(向敏，2017)；大蠟螟有55個(楊爽，2019)；麥紅吸漿蟲Sitodiplosismosellana有50個(蔣月麗等，2020)；而阿爾泰蝠蛾GO二級功能注釋有57個。阿爾泰蝠蛾幼蟲轉(zhuǎn)錄組在KEGG數(shù)據(jù)庫注釋到305條代謝通路，主要涉及核糖體、碳代謝等，其中參與核糖體代謝(ko03010)的基因數(shù)量最多，達(dá)678條，該代謝通路由核糖體蛋白主導(dǎo)，其基因?qū)颂求w蛋白的合成起重要作用，能夠影響生物體的生命活動(Uechietal., 2001)。

在GO功能富集中，注釋到與生物學(xué)過程中的代謝過程相關(guān)的Unigenes占比最高(占26.11%)。共分析得到311個與阿爾泰蝠蛾幼蟲應(yīng)激代謝調(diào)節(jié)相關(guān)的Unigenes，分屬于11個不同的類群(表4)。這些基因被歸類為以下功能：蛋白質(zhì)折疊(GO：0006457)，對壓力的反應(yīng)(GO：0006950)，葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)(GO：0015758)，跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白活性(GO：0022857)，熱激蛋白結(jié)合(GO：0031072)，ATP代謝過程(GO：0046034)，超氧化物代謝過程(GO：0006801)，水解酶活性(GO：0016787)，三羧酸循環(huán)(GO：0006099)等。響應(yīng)冷適應(yīng)調(diào)節(jié)的基因“熱休克蛋白”(90個)，參與催化活性的“ATP合酶”(62個)的基因表達(dá)最多。熱休克蛋白是重要的分子伴侶，它的表達(dá)和調(diào)控是物種響應(yīng)環(huán)境脅迫的物質(zhì)基礎(chǔ)，在昆蟲的應(yīng)激響應(yīng)中發(fā)揮重要作用(Wangetal., 2019)，對耐受低溫環(huán)境得以生存至關(guān)重要(Rinehartetal., 2007)。在所注釋的熱休克蛋白中，HSP70和HSP90基因數(shù)量最多，這與分布于低溫高原地區(qū)的竹蝗Ceracriskiangsu在15℃冷馴化下表達(dá)量類似(Lietal., 2019)。而熱休克蛋白的合成，消耗了生物體大量的能量，因此，參與ATP合成的基因在低溫脅迫后大量表達(dá)。在阿爾泰蝠蛾轉(zhuǎn)錄組中有22個Unigenes被注釋為昆蟲表皮蛋白，且表達(dá)量較高，這些表皮蛋白在昆蟲表皮形成，它的產(chǎn)生是一種細(xì)胞保護(hù)策略，以應(yīng)對環(huán)境挑戰(zhàn)(Zhangetal., 2008)。海藻糖酶可以水解昆蟲血淋巴中的海藻糖，產(chǎn)生2分子葡萄糖，能夠?yàn)槔ハx生長發(fā)育、代謝、大分子生物合成等提供所需能量，在昆蟲蛻皮過程中的幾丁質(zhì)合成、耐寒性方面也發(fā)揮重要作用(Shietal., 2016)。有49個Unigenes被注釋為海藻糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，幫助昆蟲脂肪體中合成的海藻糖進(jìn)入胞外，通過血淋巴運(yùn)送到各組織，為生命活動提供能量(Kikawadaetal., 2007)。此外，有14個Unigenes被注釋為水通道蛋白，參與體內(nèi)滲透壓的調(diào)節(jié)，其表達(dá)量與抗凍能力具有相關(guān)性(Philipetal., 2008)；有14個Unigenes被注釋為超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD)，這與耐寒昆蟲準(zhǔn)噶爾小胸鱉甲Microderapunctipennis在環(huán)境脅迫適應(yīng)中SOD基因的表達(dá)相一致(Luetal., 2014)。阿爾泰蝠蛾幼蟲棲息的低溫高海拔環(huán)境，全年僅6-8月土壤層的日平均溫度可達(dá)到10℃以上，凍土期還限制了幼蟲的取食和運(yùn)動。因此，這些Unigenes在野外采集的蝠蛾幼蟲中表達(dá)，表明低溫下的代謝補(bǔ)償可能是其適應(yīng)寒冷環(huán)境的重要策略。阿爾泰蝠蛾幼蟲在環(huán)境變化過程中通過控制體內(nèi)小分子運(yùn)輸，來降低應(yīng)激條件下細(xì)胞內(nèi)滲透壓對刺激的反應(yīng)能力，有助于闡明阿爾泰蝠蛾幼蟲對低溫的響應(yīng)與應(yīng)激代謝調(diào)節(jié)之間的相互關(guān)系。

溫度是影響阿爾泰蝠蛾物種分布的重要因子，也是生態(tài)學(xué)研究的關(guān)鍵因素之一。生活于低溫高海拔地區(qū)的阿爾泰蝠蛾幼蟲，如何適應(yīng)低溫環(huán)境是一個值得探究的問題。本研究獲得的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，有助于快速發(fā)現(xiàn)阿爾泰蝠蛾廣泛多樣的候選基因，為進(jìn)一步研究蝠蛾幼蟲所棲居的獨(dú)特生境下，冷適應(yīng)相關(guān)機(jī)制和代謝平衡的調(diào)節(jié)提供分子水平依據(jù)，同時也豐富了鱗翅目蝙蝠蛾科昆蟲的基因數(shù)據(jù)庫。另外，不同昆蟲參與冷適應(yīng)相關(guān)的代謝調(diào)節(jié)基因的數(shù)目和種類也有所不同，被注釋的這些基因的組織表達(dá)特異性和功能還需進(jìn)一步分析驗(yàn)證。