Gonad transcriptome analysis of pearl oyster Pinctada margaritifera: identification of potential sex differentiation and sex determining genes

Autor: Gilles Le Moullac, Arnaud Huvet, Christophe Klopp, Nabila Gaertner-Mazouni, Vaihiti Teaniniuraitemoana, Yannick Gueguen, Emeline Lhuillier, Peva Levy
Přispěvatelé: Ecosystèmes Insulaires Océaniens (UMR 241) (EIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de la Polynésie Française (UPF)-Institut Louis Malardé [Papeete] (ILM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), Unité de Biométrie et Intelligence Artificielle (UBIA), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), GeT PlaGe, Genotoul, Interactions Hôtes-Pathogènes-Environnements (IHPE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Perpignan Via Domitia (UPVD), Centre Océanol. Pacifique, Le Moullac, Gilles, Université de la Polynésie Française (UPF)-Institut Louis Malardé [Papeete] (ILM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), Laboratoire des Sciences de l'Environnement Marin (LEMAR) (LEMAR), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer - Brest (IFREMER Centre de Bretagne), Génome et Transcriptome - Plateforme Génomique ( GeT-PlaGe), Plateforme Génome & Transcriptome (GET), Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), ANR 'PolyPerl' project [ANR-11-AGRO-006], la Delegation a la Recherche de Polynesie francaise, ANR-11-AGRO-0006,POLYPERL,Gestion intégrée et adaptation de la perliculture en Polynésie française dans le contexte du changement global : approche environnementale, économique et sociale(2011), Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Unité de Biométrie et Intelligence Artificielle (ancêtre de MIAT) (UBIA), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2014
Předmět:
Male
0106 biological sciences
Sex Determination Analysis
gamétogenèse
[SDV]Life Sciences [q-bio]
01 natural sciences
Gametogenesis
Pinctada margaritifera
Transcriptome
Differential expression
Sex determinism
INDEL Mutation
Hermaphrodite
Margaritifera
ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Genetics
0303 health sciences
biology
OS
medicine.anatomical_structure
expression différentielle
Female
Research Article
Biotechnology
Gonad
Molecular Sequence Data
pinctada margaritifera
Polymorphism
Single Nucleotide
010603 evolutionary biology
03 medical and health sciences
déterminisme du sexe
medicine
Animals
Amino Acid Sequence
Pinctada
14. Life underwater
Gonads
030304 developmental biology
Sexual differentiation
Gene Expression Profiling
Molecular Sequence Annotation
Sequence Analysis
DNA
Sex Determination Processes
biology.organism_classification
Sexual dimorphism
Gene Ontology
[SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology
transcriptome
Microsatellite Repeats
Zdroj: BMC Genomics
BMC Genomics, BioMed Central, 2014, 15 (1), ⟨10.1186/1471-2164-15-491⟩
BMC Genomics (15), . (2014)
BMC Genomics, BioMed Central, 2014, 15, pp.491. ⟨10.1186/1471-2164-15-491⟩
BMC Genomics, 2014, 15, pp.491. ⟨10.1186/1471-2164-15-491⟩
Bmc Genomics (1471-2164) (Biomed Central Ltd), 2014-06, Vol. 15, N. 491, P. 1-20
ISSN: 1471-2164
DOI: 10.1186/1471-2164-15-491⟩
Popis: Background Black pearl farming is based on culture of the blacklip pearl oyster Pinctada margaritifera (Mollusca, lophotrochozoa), a protandrous hermaphrodite species. At first maturation, all individuals are males. The female sex appears progressively from two years old, which represents a limitation for broodstock conditioning for aquaculture production. In marine mollusks displaying hermaphroditic features, data on sexual determinism and differentiation, including the molecular sex determining cascade, are scarce. To increase genomic resources and identify the molecular mechanisms whereby gene expression may act in the sexual dimorphism of P. margaritifera, we performed gonad transcriptome analysis. Results The gonad transcriptome of P. margaritifera was sequenced from several gonadic samples of males and females at different development stages, using a Next-Generation-Sequencing method and RNAseq technology. After Illumina sequencing, assembly and annotation, we obtained 70,147 contigs of which 62.2% shared homologies with existing protein sequences, and 9% showed functional annotation with Gene Ontology terms. Differential expression analysis identified 1,993 differentially expressed contigs between the different categories of gonads. Clustering methods of samples revealed that the sex explained most of the variation in gonad gene expression. K-means clustering of differentially expressed contigs showed 815 and 574 contigs were more expressed in male and female gonads, respectively. The analysis of these contigs revealed the presence of known specific genes coding for proteins involved in sex determinism and/or differentiation, such as dmrt and fem-1 like for males, or foxl2 and vitellogenin for females. The specific gene expression profiles of pmarg-fem1-like, pmarg-dmrt and pmarg-foxl2 in different reproductive stages (undetermined, sexual inversion and regression) suggest that these three genes are potentially involved in the sperm-oocyte switch in P. margaritifera. Conclusions The study provides a new transcriptomic tool to study reproduction in hermaphroditic marine mollusks. It identifies sex differentiation and potential sex determining genes in P. margaritifera, a protandrous hermaphrodite species. Electronic supplementary material The online version of this article (doi:10.1186/1471-2164-15-491) contains supplementary material, which is available to authorized users.
Databáze: OpenAIRE
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