Transcriptomic analysis of the polyploid Adriatic sturgeon (Acipenser naccarii)

Gli storioni sono un gruppo di pesci Condrostei, di elevato interesse evoluzionistico, economico e di conservazione. Le uova di questi fossili viventi costituiscono uno degli alimenti di origine animale più preziosi sul mercato. L'intenso sfruttamento delle popolazioni selvatiche per la raccolta del caviale ha causato, negli ultimi decenni, un calo drammatico della loro distribuzione ed abbondanza che ha portato, nel 2010, l'Unione Internazionale per la Conservazione della Natura ad indicarli come il gruppo di specie a maggior rischio di estinzione. Come diretta conseguenza, sono stati compiuti sforzi notevoli, in tutto il mondo, per sviluppare programmi finalizzati alla produzione di caviale via acquacoltura. In questo contesto, l'allevamento selettivo delle femmine aumenterebbe i profitti economici e la caratterizzazione dei geni coinvolti nella determinazione del sesso, diventa decisiva. Il sequenziamento 454 di quattro librerie di cDNA normalizzate, costruite a partire da gonadi e cervello di A naccarii e A. stellatus, un maschio ed una femmina (fratelli) per specie, ha prodotto 182,066 e 167,776 reads grezze rispettivamente per i due sessi di A naccarii, che dopo un severo controllo di qualità sono state assemblate insieme attraverso un processo iterativo, risultando in più di 55,000 Expressed Sequence Tags (ESTs) di qualità elevata. Per la specie A. stellatus, invece, sono state prodotte 184,374 reads per la libreria maschile e 169,286 per quella femminile, allineate in 63,606 ESTs dopo due giri di assemblaggio. E’ stato stimato che, l’assemblaggio di A. naccarii contenga i tag di circa l’80% dei trascritti totali espressi in gonadi e cervello, in questa specie, con una copertura media dei contigs pari a 4X. La copertura del trascrittoma di A. stellatus è stata stimata in circa l’86%, con 3.6X come media di copertura dei contigs. Il processo di annotazione multi-fase, ha portato ad annotare correttamente, con termini GO circa 16% ed il 15% delle sequenze, rispettivamente in A. naccarii ed A. stellatus. Entrambi i trascrittomi sono stati interrogati alla ricerca di 32 geni legati al sesso e sono stati evidenziati 5 geni potenzialmente espressi in modo specifico nel maschio e 2 nella femmina di A. naccarii, nel primo stadio di sviluppo, in cui il sesso è istologicamente identificabile. La ricerca nel trascrittoma di A. stellatus è attualmente preliminare e sono necessarie ulteriori fasi di filtraggio. Entrambi i trascrittomi sono stati confrontati con quelli di altre specie di pesci, per la quali erano disponibili rilevanti informazioni genomiche. Infine, 21.791 putativi Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs) e 5.295 Single Sequence Repeats (SSR) EST-linked sono stati identificati in A. naccarii, mentre 15.449 e 5.696 sono stati rispettivamente classificati nell’assemblaggio di A. stellatus. Questo studio rappresenta la prima caratterizzazione dei trascrittomi di due specie di storione ad elevato rischio di estinzione. Gran parte delle informazioni acquisite per la specie A. naccarii sono state organizzati all’interno della banca dati pubblica AnaccariiBase, liberamente disponibile all’indirizzo http://compgen.bio.unipd.it/anaccariibase/, mentre le informazioni ottenute per A stellatus saranno rilasciate al più presto. Questa analisi rappresenta una preziosa fonte di informazioni per ulteriori studi più mirati, volti a caratterizzare o confrontare geni, a decifrare i meccanismi molecolari o le vie genetiche in questo gruppo di specie, o a scoprire centinaia di marcatori associati ad ESTs per diverse applicazioni nella conservazione dello storione.