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本文对刺胞动物门钵水母纲的安朵仙水母(Cassiopea andromeda)、海蜇(Rhopilema esculentum)、巴布亚硝水母(Mastigias papua)进行首次全基因组测序、拼接和注释,并构建基因家族聚类分析。本文重点分析了这三种钵水母与感觉功能、神经系统发育相关的重要转录调节因子Hox和POU基因家族的多样性与系统发育关系。结果显示,刺胞动物门中Hox和POU基因家族具有明显的物种间差异性。首先,对Hox基因的分析首次发现钵水母及水螅的“前段Hox基因”产生了部分缺失,并进一步印证了刺胞动物不存在“中段Hox基因”的假说。安朵仙水母和海蜇的ParaHox基因包括GSX和XLOX/CDX基因,而巴布亚硝水母只有GSX基因。其次在POU基因多样性方面,安朵仙水母、海蜇、星状海葵的基因组具有全部4类POU,而巴布亚硝水母、海月水母、水螅却只有2类POU。在所分析的刺胞动物中,安朵仙水母的POU-1,-6亚型的核苷酸多态性最高;安朵仙水母与营固着生活的珊瑚、海葵的POU-2/3/5亚型的序列多样性较其他钵水母更高。另外,三种钵水母与水螅粘附蛋白的比较结果表明,安朵仙水母具有巴布亚硝水母和海蜇所不具有的粘附相关鼠李糖结合凝集素和一类抗氧化活性物质铁螯合物还原酶。综上所述,安朵仙水母具有更多POU编码基因和复杂POU亚型,以及具有粘附相关凝集素和还原酶的编码基因,可能是与安朵仙水母倒立附着生活方式相关的关键遗传信息。为了解钵水母毒素蛋白的组成,本文利用已知的所有非两侧对称后生动物(辐射对称动物)的毒素相关结构域和基序,全面预测钵水母基因组中潜在毒素蛋白。结果表明,钵水母中种类最多的毒素蛋白类型是磷脂酶和脂肪酶,其次是酶抑制剂;而种类较少为毒液过敏原、神经毒素和细胞溶血素。其次,本文发现一些常见的蛋白结构域也与毒性相关,预测为钵水母潜在毒液辅助因子,起到增加组织或血管通透性、帮助毒素扩散等作用,如胶原、SPRY、生长因子类结构域等。第三,本研究发现水母亚门(Medusozoa)与珊瑚虫的神经毒素成分差异较大。与珊瑚虫相比,水母亚门缺失了若干种神经毒素,例如蜘蛛毒素、海葵神经毒素(包括Shk类神经毒素)、Latrotoxin、富含半胱氨酸的小分泌蛋白、离子通道ASIC抑制物、麦角毒素、表皮生长因子类多肽PDGF/VEGF。第四,刺胞动物具有的多种毒素家族(如再溶血素(M12B)家族锌金属蛋白酶、富含半胱氨酸的分泌蛋白、C型凝集素等)保留在蛇类或其他毒性动物中。第五,本研究具有某些毒素相关结构域在钵水母纲的首次发现:钵水母中作为毒液辅助因子的透明质酸酶类和氧化还原酶类;原认为仅限于在珊瑚虫纲毒液中的磷脂酶B结构域和细胞溶血素翻译控制肿瘤蛋白(TCTP);钵水母和珊瑚虫都具有瞬时受体电位通道TRPV1的抑制剂APHC1同系物。