斑节对虾天门冬氨酸转氨酶基因的克隆及氨氮胁迫条件下的表达分析

为了探索天门冬氨酸转氨酶(AST)在斑节对虾(Penaeus monodon)氨氮(NH3-N)解毒代谢中的作用,该研究利用RACE技术获得了斑节对虾AST基因(PmAST)的cDNA全长序列,进行了相关生物信息学分析,在此基础上采用荧光定量与氨氮胁迫实验的方法研究了PmAST基因在斑节对虾的不同组织以及不同浓度氨氮胁迫过程中差异表达情况。该序列全长1 957 bp,开放阅读框(ORF)为1 242 bp,3'非编码区(UTR)为584 bp,包括含有30个碱基的poly(A)尾,5'非编码区(UTR)为131 bp。ORF可编码413个氨基酸,预测分子量为45.852 kD,理论等电点为8.85。序列含有1个AAT-like超家族结构域、15个磷酸化位点和2个糖基化位点。PmAST的mRNA在斑节对虾各组织中都有表达,在肝胰腺中表达量最高,其次为鳃组织,在胃和脑组织中的表达量最低。96 h氨氮胁迫后荧光定量PCR分析结果表明,PmAST在肝胰腺和鳃组织中都具有不同程度的表达上调,显著高于对照组(P0.05)。研究结果表明斑节对虾的PmAST基因在氨氮胁迫条件下会出现表达上调,并且氨氮浓度越高其上调幅度也越大,所以PmAST参与了斑节对虾的急性氨氮胁迫应答。     

氨氮胁迫下中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)谷氨酸脱氢酶基因的表达分析

采用 RACE 技术克隆获得中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)谷氨酸脱氢酶 GDH 基因(FcGDH)。FcGDH 基因全长1779 bp,包括1个1659 bp 的开放阅读框(ORF),编码552个氨基酸,预测分子量大小为61.3 kDa,理论等电点为6.54。同源性分析显示,FcGDH 氨基酸序列与其他动物高度保守,其中,与凡纳滨对虾最为相似,高达98%,其次为中华绒螯蟹,为89%。系统进化树分析显示,FcGDH 氨基酸序列与凡纳滨对虾 GDH 聚为一支,之后依次为：中华绒螯蟹、黑腹果蝇、埃及按蚊。组织表达分析发现,FcGDH 基因在肌肉、鳃、肝胰腺、胃、肠、淋巴和血淋巴中均有表达,其中,肌肉中表达量最高。氨氮胁迫后,FcGDH 基因在肌肉和肝胰腺组织中变化显著,在胁迫后期,FcGDH 基因表达量均上调,且与对照组相比差异显著(P<0.05),说明 FcGDH 基因在氨氮解毒代谢过程中发挥了重要作用。     

中国明对虾MKK3 基因cDNA 克隆及其在氨氮胁迫下的表达

采用RACE技术克隆获得中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)丝裂原活化蛋白激酶激酶3(MKK3)基因全长c DNA序列,并对该序列进行分析。结果表明,该基因全长为1434 bp,开放阅读框长1011 bp,5′非编码区长33 bp,3′非编码区长390 bp,将该基因命名为Fc MKK3。推测该基因编码336个氨基酸,分子量为37.89 k D,理论等电点为6.08。同源性和系统进化分析表明,Fc MKK3基因与丽蝇蛹集金小蜂(Nasonia vitripennis)和地中海实蝇(Ceratitis capitata)的相似性分别为69%和68%,与其他节肢动物MKK3聚为一类。荧光定量RT-PCR结果表明,Fc MKK3基因在肌肉中的相对表达量最高,其次为鳃。氨氮胁迫后该基因在中国明对虾肠、鳃、胃、心脏、肝胰腺、肌肉和血细胞中的表达量均显著增加,并有不同的时空表达趋势,表明Fc MKK3基因可能在中国明对虾应对非生物胁迫反应的过程中起着重要的作用。     

斑节对虾MKK7基因的克隆及在不同胁迫条件下的表达分析

丝裂原活化蛋白激酶激酶7（MKK7）是JNK（c-Jun N-terminal kinase）信号通路的关键调控因子,参与调节细胞对各种胞外刺激的反应。本研究利用RACE技术克隆获得了斑节对虾（）,其全长为2710 bp,包括14 bp的5''非编码区（UTR）、1295 bp的3''UTR和1401 bp的开放阅读框（open reading frame,ORF）,编码466个氨基酸。多重序列比对和系统进化树分析结果表明,基因聚为一支并且具有最高的同源性（99.14%）。定量表达结果表明,Staphylococcus aureus）组和鳗弧菌（Vibrio harveyi）组,这两种组织中的表达量均显著低于对照组。两组低盐（17、3）胁迫后,肝胰腺和鳃组织中的PmJNK在各组的表达均受到抑制,表明MAPK信号转导通路可能在斑节对虾免疫防御和盐度应激过程中发挥重要作用。     

斑节对虾Pellino基因的克隆及其在不同胁迫条件下的表达分析

Pellino蛋白家族,是一类高度保守的E3泛素连接酶,在泛素化和先天性免疫中发挥重要作用。该研究通过RACE技术得到斑节对虾(Penaeus monodon)泛素连接酶Pellino基因的c DNA全长。该基因序列全长1 961 bp,编码区序列长1 299 bp,编码432个氨基酸,5’非编码区(UTR)为89 bp,3’UTR为573 bp。通过qRT-PCR技术,研究了PmPellino基因在斑节对虾不同组织中的表达水平,并研究了其在不同浓度氨氮胁迫下和不同微生物刺激下的表达情况。结果显示,PmPellino基因在各组织中均有表达,在鳃组织中表达量最高。急性氮氮胁迫后,PmPellino在肝胰腺中的表达量显著上调(P<0.01),但在鳃中的表达被抑制(P<0.01)。哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)可显著激活PmPellino在鳃中的表达,抑制其在肝胰腺中的表达。鳗弧菌(V. anguillarum)可显著抑制PmPellino在肝胰腺中的表达,而对PmPellino在鳃中的表达无显著影响。金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)可以显著激活PmPellino在肝胰腺和鳃中的表达。结果表明PmPellino可以激活免疫应答通路,在免疫防御中发挥重要作用。     

斑节对虾GLUT1基因cDNA的克隆与表达分析

该研究利用RACE技术克隆获得了斑节对虾(Penaeus monodon) GLUT1 (glucose transporter type 1)的cDNA全长序列;采用实时荧光定量的方法研究了PmGLUT1在斑节对虾幼体发育过程中、各个组织中及低盐胁迫下的差异表达情况。该基因cDNA开放阅读框(ORF)全长1 476 bp,可编码491个氨基酸。检测PmGLUT1基因从受精卵至仔虾期发育过程的表达情况,结果显示,PmGLUT1在幼体发育各期的表达量有所波动,但总体呈现上升趋势。组织表达分析发现,PmGLUT1在鳃组织中的表达量最高,肝胰腺次之,在卵巢中的表达量最低。急性低盐胁迫后,PmGLUT1在肝胰腺中的表达水平显著高于对照组(P<0.05),但在鳃中的表达水平显著低于对照组(P<0.05)。研究结果表明,Pm GLUT1可能在斑节对虾幼体发育及机体应对低盐胁迫过程中具有重要作用,这为进一步研究葡萄糖转运蛋白基因在斑节对虾幼体发育调控和耐低盐胁迫应答中的分子机制提供了理论依据。     

斑节对虾谷氨酸脱氢酶基因克隆及氨氮胁迫对其时空表达的影响

采用cDNA末端快速扩增技术(rapid amplification of cDNA ends,RACE)获得了斑节对虾(Penaeus monodon)谷氨酸脱氢酶基因(PmGDH)的cDNA序列。该序列全长2386 bp,开放阅读框(ORF)为1677 bp,3'非编码区(UTR)为688 bp,包括含有27个碱基的poly(A)尾,5'非编码区(UTR)为21 bp。ORF可编码558个氨基酸,预测分子量为61.837 k D,理论等电点为6.57。序列含有ELFV dehydrog N与NAD bind 1 Glu DH两个保守结构域,37个磷酸化位点,3个糖基化位点。通过同源性、相似性以及系统进化树分析,斑节对虾的GDH基因与凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)GDH基因的同源性和相似性最高,并与其聚为一支。采用荧光定量的方法研究了PmGDH基因在斑节对虾不同组织、氨氮胁迫过程中差异表达情况。结果表明,PmGDH的m RNA在各组织中都有表达,其中,在肌肉组织中表达量最高,其次为眼柄神经,在血淋巴与肠组织中表达量最低。96 h氨氮胁迫后,荧光定量PCR分析结果表明PmGDH在肝胰腺和鳃组织中的表达与对照组相比都具有显著差异(P0.05),都具有不同程度的表达上调。表明PmGDH在氨氮代谢方面具有重要的作用,参与了斑节对虾机体的急性氨氮胁迫应答反应。     

斑节对虾过氧化氢酶基因全长cDNA克隆及表达分析

过氧化氢酶(catalase,CAT)是一种重要的抗氧化酶,防止过氧化氢对机体的氧化应激。该研究以斑节对虾( Penaeus monodon) 肝胰腺转录组中筛选获得的CAT基因片段为基础,利用RACE 技术获得斑节对虾CAT基因（PmCAT）cDNA全长。该基因cDNA全长为1 909 bp,开放阅读框为1 563bp,编码520个氨基酸。PmCAT推导的氨基酸序列与其他动物氨基酸序列具有高度的一致性。实时定量PCR结果显示,PmCAT基因在斑节对虾的不同组织中均有表达,其中在鳃的表达量最高,肝胰腺和胸神经次之。在硫酸铜（CuSO4）胁迫下,PmCAT基因在肝胰腺中的表达量显著下调（P0.05）,在第24和第48小时恢复正常表达量;在pH 7.0胁迫下,PmCAT表达量在第12小时升高达最大值（P0.05）,然后恢复到正常水平;在pH 9.0胁迫下,PmCAT基因表达显著低于正常组（P0.05）。研究表明,PmCAT基因参与斑节对虾氧化应激和对环境毒理的适应性反应。     

斑节对虾细胞周期蛋白T基因的克隆和表达分析

真核生物的转录调控多发生在转录的延伸阶段,细胞周期蛋白T（cyclin T）是细胞转录的重要调控因子。文章利用RACE技术获得斑节对虾（Penaeus monodon）Cyclin T (Pmcyclin T) cDNA全长,其全长为3 421 bp,其中开放阅读框 （ORF）3 135 bp,编码1 044个氨基酸;生物信息学分析显示,该氨基酸序列含有一个周期蛋白家族特有的CYCLIN保守区,并含有N-糖基化位点和磷酸化位点;经BLAST同源性分析显示,细胞周期蛋白T编码的蛋白与柑橘木虱（Diaphorina citri）、切叶蚁（Acromyrmex echinatior）等多种节肢动物有很高的同源性;利用qRT-PCR技术对细胞周期蛋白 T在不同组织及卵巢发育各时期的mRNA水平的表达谱进行了研究。结果表明,细胞周期蛋白 T在斑节对虾的心、卵巢等7个组织中均有表达,其中卵巢中表达量显著高于其他组织（P0.05）;在卵巢发育各时期中,细胞周期蛋白T在Ⅲ期表达量最高。     

中国明对虾天门冬氨酸转氨酶基因的克隆及氨氮胁迫对其时空表达的影响

利用RACE技术克隆获得中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)天门冬氨酸转氨酶GOT基因(FcGOT)。FcGOT 基因cDNA全长为1 910 bp, 其中, 开放阅读框1 284 bp, 编码427个氨基酸。同源性分析表明, 中国明对虾天门冬氨酸转氨酶GOT氨基酸序列与其他节肢动物高度保守, 与克氏原螯虾(Procambarus clarkii) 和桔粉蚧壳虫 (Planococcus citri) 的同源性分别为78%和73%。系统进化分析表明, FcGOT基因氨基酸序列与克氏原螯虾GOT聚为一支。组织表达分析发现FcGOT基因在肝胰腺、鳃、血细胞、肌肉、心脏、淋巴中均有表达, 其中肝胰腺中表达量最高。氨氮胁迫后, 荧光定量PCR分析结果表明, FcGOT基因在肝胰腺和鳃组织中的表达与对照组相比具有显著差异(P<0.05), 表明FcGOT基因在氨氮代谢方面具有重要的作用, 参与了中国明对虾机体的急性氨氮胁迫应答反应。

     

斑节对虾增殖细胞核抗原基因克隆及表达分析

为研究增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)在斑节对虾(Penaeus monodon)卵巢发育中的功能,利用RACE技术克隆得到了斑节对虾PCNA基因(PmPCNA)的cDNA全长序列。该序列全长978 bp,包括135 bp的5′非编码区(5′UTR)、60 bp的3′UTR和编码260个氨基酸的783 bp的开放阅读框(ORF)。同源性分析结果表明,PmPCNA与其他物种具有很高的蛋白同源性。组织表达模式分析表明,PmPCNA在所监测的各组织中为组成性表达,其中在卵巢和脑中表达量较高;卵巢发育不同阶段基因的表达分析则表明PmPCNA在Ⅲ期表达量最高,是其他各期表达量的2倍;注射五羟色胺(5-hydroxy tryptamine,5-HT)后,PmPCNA在卵巢中表达量明显上升,其中在48 h表达量升高幅度最大,是对照组的5倍左右。利用原核表达技术获得了PCNA的体外重组蛋白,Western Blot分析证实该重组蛋白为PCNA蛋白。以上研究结果表明,PmPCNA蛋白是斑节对虾卵巢发育过程中的重要调节因子,本研究为进一步认识斑节对虾卵巢发育机制提供了基础资料。     

斑节对虾GRP94基因的克隆及其在不同应激条件下的表达与分析

以斑节对虾(Penaeus monodon)为研究对象, 利用RACE 技术克隆得到了斑节对虾PmGRP94基因cDNA全长, 并对其结构进行生物信息学分析。PmGRP94全长2 990 bp, 包括75 bp的5UTR、527 bp的3UTR和2 388 bp的ORF。利用实时定量PCR技术, 对PmGRP94组织特异性及其在不同pH、盐度和3种重金属应激下转录水平变化情况及特点进行了研究。结果显示, PmGRP94基因存在组织特异性, 并在肝胰腺中的表达量最高; 不同的应激条件下其表达具有明显差异, 其中在pH、铜(Cu)和锌(Zn)的应激下PmGRP94的表达显著升高。因此预测该基因可以作为斑节对虾受pH、Cu和Zn胁迫的指示基因。     

斑节对虾细胞周期蛋白E基因的克隆与表达分析

为了解细胞周期蛋白E(cyclin E)基因在斑节对虾(Penaeus monodon)发育过程中的作用, 构建和测序了斑节对虾全组织cDNA文库, 获得了斑节对虾细胞周期蛋白(Pmcyclin) E的部分表达序列。通过RACE技术克隆得到1条全长1 706 bp的cDNA序列。Pmcyclin E开放阅读框(ORF)为1 263 bp, 编码420个氨基酸。生物信息学分析表明, 该氨基酸序列含有周期蛋白家族特有的CYCLIN保守区并含有N-糖基化位点及磷酸化位点。经BLAST同源性分析表明, 该基因编码蛋白与红火蚁(Solenopsis invicta)、切叶蜂(Megachile rotundata)等多种节肢动物细胞周期蛋白E有很高的同源性。组织分布分析表明, 该基因在斑节对虾精巢、卵巢、肠、脑、肝胰腺、胃和心脏组织中均有表达, 其中卵巢中表达量较高, 而心脏、胃及肝胰腺中表达量相对较低。分别对蜕皮抑制激素(MIH)注射和眼柄切除的对虾进行表达分析, 发现眼柄切除后, Pmcyclin E大量表达, 而注射MIH后细胞Pmcyclin E的表达量相对降低。结果表明, 细胞cyclin E基因在斑节对虾卵巢发育过程中起重要作用, 且眼柄切除对细胞cyclin E的表达具有影响, 该结果为进一步探究斑节对虾卵巢的发育机理提供了理论依据。

     

斑节对虾cyclin G2基因克隆及不同刺激下的表达分析

细胞周期蛋白G2(cyclin G2)是细胞周期中的重要调控因子。该研究初步探讨斑节对虾(Penaeus monodon)细胞周期蛋白G2(Pmcyclin G2)在卵巢发育中的作用,利用RACE技术克隆获得4075bp Pmcyclin G2 c DNA全长,其开放阅读框(ORF)1161bp,编码386个氨基酸。利用荧光定量PCR技术研究了Pmcyclin G2组织表达模式,结果显示,Pmcyclin G2在斑节对虾的心脏、血淋巴、肝胰腺、卵巢等组织中均有表达,其中肌肉中表达量最高;卵巢发育不同阶段Pmcyclin G2的表达分析则表明,Pmcyclin G2在III期表达量最高;注射5-羟色胺(5-HT)能诱导卵巢Pmcyclin G2基因表达升高,多巴胺(DA)则抑制卵巢中Pmcyclin G2基因表达。利用原核表达技术获得了cyclin G2的体外重组蛋白,Western Blot分析证实重组蛋白为cyclin G2蛋白。此结果为进一步研究该蛋白的功能提供了条件。以上研究结果表明,Pmcyclin G2基因可能与斑节对虾卵母细胞发育有密切关系,该结果可为进一步探究斑节对虾卵巢的发育机理提供理论依据。     

斑节对虾组织蛋白酶L基因的克隆及其表达分析

通过克隆得到斑节对虾（Penaeus monodon）组织蛋白酶L基因（PmCatL）cDNA全长。该基因序列全长1 850bp,包括1 026 bp的开放阅读框,编码341个氨基酸。预测的PmCatL蛋白由信号肽(Met¹-Ala¹⁸)、前体域(Val¹⁹-Gln¹²³)和成熟域(Leu¹²⁴-Val³⁴¹)三部分构成,存在3个半胱氨酸蛋白酶活性位点(Cys¹⁴⁸、His²⁸⁷、Asn³⁰⁸)和1个潜在的糖基化位点(Asn⁹⁹)。具有组织蛋白酶L的E⁴⁵X₃RX₃FX₂NX₃IX₃N⁶⁴和G¹⁸⁷CXGG¹⁹²保守序列。同源性分析显示,PmCatL氨基酸序列与其他物种相似性为36%⁷5%。进化树显示PmCatL和罗氏沼虾（Macrobrachium rosenbergii）亲缘关系最近,并与其他无脊椎动物的组织蛋白酶L聚成一支。表达结果表明,PmCatL基因在肝胰腺、淋巴、肌肉、性腺等被测组织中均有表达,其中淋巴和肝胰腺的表达量较高;PmCatL基因在斑节对虾仔虾时期表达量较高,可能与斑节对虾在这一时期的生长发育相关;PmCatL在卵巢发育的Ⅳ期表达量最高,可能在斑节对虾的卵巢发育中发挥重要作用。