马氏珠母贝Sox11基因的克隆及时序表达模式分析

为探究Sox(SRY-related HMG-box genes)基因家族在马氏珠母贝个体发育及性别分化中的作用, 研究首先利用兼并引物从马氏珠母贝基因组中克隆到一个HMG框(high mobility group box), 利用RACE-PCR技术从SMART cDNA文库中克隆到一个Sox基因的cDNA全长, 通过Clustal X和MEGA 4软件对该序列进行比对分析并构建系统进化树; 通过荧光定量PCR技术对该基因在不同组织及发育不同时期性腺中的表达情况进行分析。结果显示, 马氏珠母贝该Sox基因的cDNA全长为1579 bp, 其中开放阅读框(ORF)为1008 bp, 编码336个氨基酸, 5'非编码区为126 bp, 3'非编码区为445 bp。同源性分析表明, 马氏珠母贝Sox基因与太平洋牡蛎Sox11基因的同源性(Identity)最高, 为80%, 故命名为pmSox11; 系统进化树分析也显示pmSox11与太平洋牡蛎Sox11基因的亲缘关系最近。荧光定量PCR分析组织表达特异性显示, pmSox11在马氏珠母贝神经节分布较多的组织如外套膜、鳃、足、消化盲囊等大量表达, 在神经节相对较少的闭壳肌和卵巢中表达量较少; 时序表达图谱显示, pmSox11在3月龄幼贝性腺和1年龄发育早期精巢中表达量最高, 在2年龄成熟精巢和2年龄性转换性腺中表达量降低, 而在2年龄卵巢中表达量最低。研究表明, pmSox11基因可能在马氏珠母贝早期神经系统发育和性别发育的调控方面起到重要作用。     

马氏珠母贝galectin-4基因cDNA的克隆及表达分析

半乳糖凝集素(Galectins)属于一种多功能凝集素家族,在机体抵抗微生物的感染中起重要作用。本研究利用cDNA末端快速扩增(rapid-amplification of cDNA ends,RACE)技术克隆获得马氏珠母贝galectin-4(PmGal-4)基因cDNA的全长,并对其序列进行分析。PmGal-4基因cDNA全长1 071 bp,5′非翻译区(5′UTR)长75 bp,3′非翻译区(3′UTR)长72 bp;其开放阅读框(open reading frame,ORF)长度为924 bp,编码307个氨基酸组成的前体肽,理论分子量约为34.6 kD,理论等电点为8.80。多序列比对结果显示各物种间galectin-4具有高保守性。序列分析结果显示PmGal-4的氨基酸序列具有典型富含半胱氨酸(cysteine-rich domain,CRD)的结构域。实时荧光定量PCR分析表明,PmGal-4基因在马氏珠母贝所检测的组织中呈组成型表达特征,但在闭壳肌和外套膜中表达量最高。上述结果表明PmGal-4基因可能参与了马氏珠母贝多种生理功能,特别是在免疫防御反应中具有重要的作用。     

马氏珠母贝TRA F7基因cDNA的克隆及表达分析

肿瘤坏死因子受体相关因子7(TRA F7)属于TRAFs家族,参与多种免疫炎症反应。为了研究马氏珠母贝TRAF7(PmTRA F7)的生物学功能,本研究利用cDNA末端快速扩增(RACE)技术克隆获得PmTRA F7基因cDNA的全长序列并对其序列特征进行分析;同时利用荧光定量PCR(RT-PCR)技术检测了马氏珠母贝不同组织中PmTRA F7基因mRNA的表达。结果显示,PmTRA F7基因cDNA全长2246bp,开放阅读框(ORF)1809bp,编码602个氨基酸,5'非翻译区(5'UTR)长211bp,3'非翻译区(3'UTR)长226bp,预测分子量约为67.50kD,理论等电点为6.56。多序列比对结果发现软体动物间TRA F7具有高保守性。软件分析结果显示PmTRA F7的氨基酸序列具有典型的RING结构、锌指结构和7个重复的WD40序列。荧光定量数据分析表明,PmTRA F7基因在全组织中均有表达,在肝胰腺中表达量最高,外套膜和鳃中表达量也较高。     

马氏珠母贝前列腺素E合酶2基因PGES-2的克隆与表达分析

前列腺素E合酶2 (prostaglandin E synthase, PGES-2)是一种核周蛋白,是前列腺素E_2(prostaglandin E_2, PGE_2)合成的末段限速酶之一。研究发现,PGES-2通过与上游诱导酶偶合形成通路调节PGE_2产生方式参与有机体炎症反应、神经系统疾病、促进组织溃疡等各种病理生理事件。为探索马氏珠母贝前列腺素E合酶2 (Pinctada fucata martensii, Pm-PGES-2)的序列特征及其表达情况,本实验通过RACE技术克隆出马氏珠母贝PGES-2基因的cDNA全长序列(Pm-PGES-2),并通过生物信息学软件分析该序列的功能结构;运用实时荧光定量技术检测马氏珠母贝PGES-2基因在各组织中的相对表达量。实验结果显示马氏珠母贝PGES-2基因cDNA序列全长1 419 bp,其中开放阅读框993 bp,编码330个氨基酸,非翻译区5 UTR长170 bp,3 UTR长256 bp。荧光定量PCR检测结果显示该基因在肝胰腺中表达量最高,鳃、边缘膜次之,各组织表达量差异具统计学意义(p0.05)。本研究为进一步探究PGES-2在马氏珠母贝中的生物学功能提供研究基础。     

马氏珠母贝PmCOLVIA6基因的克隆和表达分析

collagenⅥ(COLⅥ)是胶原蛋白家族的重要成员,广泛分布于动物体细胞外基质,在脊椎动物骨骼形成过程中发挥重要作用。为了探究COLⅥ在马氏珠母贝贝壳形成中的作用,本研究运用聚合酶链式反应(PCR)和c DNA末端快速扩增技术(RACE)获得了马氏珠母贝Pm COLVIA6基因的全长序列,克隆获得其启动子区域,并对其蛋白结构进行了分析。荧光定量PCR技术检测了该基因在马氏珠母贝各个组织的表达量分布,并利用原位杂交技术检测Pm COLVIA6基因在外套膜的表达定位。结果表明:Pm COLVIA6序列全长为2 100 bp,开放阅读框(ORF)长为1 875 bp,编码624个氨基酸,5'非翻译区(5'UTR)长56 bp,3'非翻译区(3'UTR)长169 bp,于5'调控区克隆得到长为1 826 bp的序列,可能存在4个启动子序列。Pm COLVIA6蛋白含有典型的v WA结构域,但三股螺旋结构缺失。荧光定量分析表明Pm COLVIA6基因在马氏珠母贝的各个组织均有表达,而在珍珠囊和外套膜中央区的表达量显著高于其它组织。原位杂交结果显示Pm COLVIA6的m RNA主要分布于外套膜中央区的外表皮细胞。综上所述,Pm COLVIA6可能参与马氏珠母贝珍珠层的形成。     

马氏珠母贝组蛋白去乙酰化酶HDAC11基因的克隆与表达分析

组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylases,HDACs)可以将组蛋白尾部发生乙酰化的位点去除,进而改变染色体的表观遗传状态。其中,HDAC11是组蛋白去乙酰化酶家族Ⅳ类中唯一成员。为了探究马氏珠母贝组蛋白去乙酰化酶PmHDAC11基因的序列及表达特征,本研究利用RACE技术克隆得到PmHDAC11基因全长并进行结构和表达分析。结果显示,PmHDAC11的cDNA序列全长为2 143 bp,其中5′-UTR为124 bp,3′-UTR为516 bp,包含29 bp polyA尾巴。开放阅读框(ORF)长度为1 503 bp,编码500个氨基酸。根据推导的氨基酸序列预测其相对分子量为56 371.52 Da,理论等电点为7.66,不稳定系数为38.97,总平均亲水性为-0.284。Signal 4.1和TMHMM Server 2.0显示,PmHDAC11无信号肽与跨膜结构域。系统进化树显示,PmHDAC11与美洲牡蛎(Crassostrea virginica)聚为一簇,与传统分类结果基本一致。多序列比对显示,PmHDAC11与其他物种的HDA C11有较高的保守性,与牡蛎(Crassostrea gigas)的同源序列达66.31%。LPS刺激后,PmHDAC11基因在马氏珠母贝血液中的相对表达量在6 h上调,后在12 h恢复到正常水平,在24 h后降低,说明其可能与马氏珠母贝机体的免疫反应有关。本研究可为进一步探讨PmHDAC11基因在马氏珠母贝中的生物学特性及功能提供依据。     

马氏珠母贝Pm-CTSC基因的克隆与表达分析

组织蛋白酶C在无脊椎动物中具有重要的非特异性免疫防御功能。为了研究马氏珠母贝组织蛋白酶C(Pm-CTSC)的功能,本实验利用RACE技术克隆获得了Pm-CTSC,并对其结构和组织表达模式进行了分析。结果表明:Pm-CTSC基因cDNA序列全长为1 914 bp,其中开放式阅读框1 413 bp,5'UTR 25 bp,3'UTR 476 bp,共编码470个氨基酸,该蛋白理论分子量为53.41 k D,理论等电点为6.03。结构域分析发现Pm-CTSC具有组织蛋白酶C两个典型的结构域Cathepsin C exclusion和Peptidase_C1A_CathepsinC。多序列比对结果表明Pm-CTSC与太平洋牡蛎的同源性最高,为68.8%;系统进化分析发现,Pm-CTSC与无脊椎动物聚为一支。qRT-PCR表达分析发现,Pm-CTSC在肝胰腺中显著高表达(p0.05),表明Pm-CTSC可能参与马氏珠母贝的免疫应答。本研究为进一步探讨组织蛋白酶C在马氏珠母贝天然免疫应答中的作用提供了基础资料。     

马氏珠母贝(Pinctada fucata martensii)Pm-HSP70基因的克隆及其对温度胁迫的响应

本实验利用RACE技术克隆获得了马氏珠母贝HSP70 (Pm-HSP70)基因,并对其基因和氨基酸序列结构特征进行了生物信息学分析,同时采用荧光定量PCR技术分析了该基因在不同组织的表达模式及不同温度下的时序表达模式。序列分析表明,Pm-HSP70 cDNA序列全长为2 215 bp,其中开放式阅读框1 899 bp,5'UTR 107 bp,3'UTR 209 bp,编码632个氨基酸,理论蛋白分子量为69.44 kD,理论等电点为5.61。该蛋白具有HSP70家族典型的结构域HSP70,以及ATP结合位点、细胞质特征性保守序列和3个HSP70家族标签。多序列比对结果表明Pm-HSP70与菲律宾蛤仔HSP70同源性最高,为80%;系统进化分析发现,Pm-HSP70与菲律宾蛤仔等贝类HSP70聚为一支。组织表达定量分析结果显示,Pm-HSP70在马氏珠母贝多个组织中均有表达,在肝胰腺中表达量最高,其次是性腺;对不同温度下鳃组织中Pm-HSP70的时序表达分析发现,在处理后各时间点高温组(32℃)基因表达水平最高,且均显著高于对照组(22℃)和低温组(17℃)。以上结果表明Pm-HSP70可能参与马氏珠母贝的高温胁迫响应。该研究为进一步探索Pm-HSP70在马氏珠母贝温度适应性中的作用提供了基础资料。     

马氏珠母贝TLR13基因的克隆与组织表达分析

TLR13(Toll like receptor 13)是一种TLR模式识别受体,属于TLR11家族,在机体抵抗细菌、真菌、病毒和寄生虫的感染过程起重要的作用。为研究马氏珠母贝TLR13(PmTLR13)在马氏珠母贝免疫反应中的作用,本研究采用RACE扩增技术获得了PmTLR13基因cDNA全长序列,并且运用实时荧光定量PCR(Real-time PCR)技术检测PmTLR13基因在马氏珠母贝7个组织中的表达模式。结果显示,Pm TLR13基因序列全长2 750 bp,其中5'UTR长为25 bp,3'UTR长为34 bp,开放阅读框(ORF)为2 106 bp,编码701个氨基酸,预测其分子量约为81.22 kD,等电点为8.77。SMART分析结果显示PmTLR13具有富含亮氨酸的重复序列(LRRs)、TIR域、跨膜域和信号肽,符合典型的TLR家族特征;多序列比对结果表明物种间TLR13具有较高的保守性;RT-PCR数据分析表明,PmTLR13基因在马氏珠母贝肝胰腺、性腺、闭壳肌、鳃、血细胞、中央膜区、边缘膜区中均有表达,其中鳃中表达量最高,其次是外套膜边缘区和肝胰腺。研究结果表明,PmTLR13可能在马氏珠母贝免疫防御反应中担任着重要的角色。     

马氏珠母贝STA RDL3基因的克隆与表达性分析

采用RACE技术克隆获得马氏珠母贝STARDL3基因c DNA全长序列(Pm-STARDL3);利用荧光定量技术检测Pm-STARDL3基因在各个组织中的表达量。结果表明,Pm-STARDL3基因c DNA序列全长3 655 bp,开放阅读框(ORF)长1 491 bp,编码496个氨基酸,5'非翻译区(5'UTR)长110 bp,3'UTR长2 054 bp。PmSTARDL3氨基酸序列同源比对分析显示与华贵类栉孔扇贝(Mimachlamys nobilis)STARDL3的序列的相似度最高。SMART软件分析得出,Pm-STARDL3有STARD类蛋白特有的结构域。荧光定量PCR检测结果表明Pm-STARDL3在肝胰腺中表达量最高,其后依次是外套膜、鳃与闭壳肌,各组织的表达量差异具统计学意义(p0.05)。