High fish predation pressure can trigger "induced defense" in Daphnia species, resulting in phenotypic plasticity in morphology, behavior, or life-history traits. The molecular mechanisms of defense morphogenesis (e.g. the tail spine and helmet) in Daphnia remain unclear. In the present study, the tail spine, helmet, and body of Daphnia galeata under fish and non-fish kairomones conditions were collected for transcriptome analysis. A total of 24 candidate genes related to the morphological defense of D. galeata were identified, including two trypsin, one cuticle protein, one C1qDC protein, and two ferritin genes. The function of the Dagcut gene (D. galeata cuticle protein gene) in relation to tail spine morphology was assessed using RNA interference (RNAi). Compared with the EGFP (Enhanced green fluorescent protein) treatment, after RNAi, the expression levels of the Dagcut gene (D. galeata cuticle protein gene) showed a significant decrease. Correspondingly, the tail spines of the offspring produced by D. galeata after RNAi of the Dagcut gene appeared curved during the experiment. In whole-mount in situ hybridization, a clear signal site was detected on the tail spine of D. galeata before RNAi which disappeared after RNAi. Our results suggest that the Dagcut gene may play an important role in tail spine formation of D. galeata, and will provide a theoretical basis for studying the molecular mechanisms of the morphological plasticity in cladocera in the future.

中文翻译：

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基于捕食者诱导转录组测序的形态学相关基因筛选及大型溞Dagcut基因功能分析

高鱼类捕食压力可触发水蚤物种的“诱导防御”，导致形态、行为或生活史特征的表型可塑性。水蚤中防御形态发生（例如尾棘和头盔）的分子机制仍不清楚。在本研究中，收集了鱼类和非鱼类利他素条件下的大型溞的尾棘、头盔和身体用于转录组分析。共鉴定出24个与D. galeata形态防御相关的候选基因，包括2个胰蛋白酶、1个角质层蛋白、1个C1qDC蛋白和2个铁蛋白基因。使用 RNA 干扰 (RNAi) 评估了 Dagcut 基因（D. galeata 角质层蛋白基因）与尾棘形态相关的功能。与EGFP（增强型绿色荧光蛋白）处理相比，RNAi后，Dagcut 基因（D. galeata 角质层蛋白基因）的表达水平显着降低。相应地，在 Dagcut 基因的 RNAi 后，由 D. galeata 产生的后代的尾刺在实验过程中出现弯曲。在整体原位杂交中，在 RNAi 之前在 D. galeata 的尾棘上检测到一个清晰的信号位点，在 RNAi 之后消失。我们的研究结果表明，Dagcut基因可能在D. galeata的尾棘形成中发挥重要作用，为今后研究枝角类动物形态可塑性的分子机制提供理论依据。在 Dagcut 基因的 RNAi 之后，galeata 在实验过程中出现弯曲。在整体原位杂交中，在 RNAi 之前在 D. galeata 的尾棘上检测到一个清晰的信号位点，在 RNAi 之后消失。我们的研究结果表明，Dagcut基因可能在D. galeata的尾棘形成中发挥重要作用，为今后研究枝角类动物形态可塑性的分子机制提供理论依据。在 Dagcut 基因的 RNAi 之后，galeata 在实验过程中出现弯曲。在整体原位杂交中，在 RNAi 之前在 D. galeata 的尾棘上检测到一个清晰的信号位点，在 RNAi 之后消失。我们的研究结果表明，Dagcut基因可能在D. galeata的尾棘形成中发挥重要作用，为今后研究枝角类动物形态可塑性的分子机制提供理论依据。