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池蝶蚌β-连环蛋白基因的分子特征及在不同组织和不同年龄中的表达分析

闫含笑  
【摘要】:池蝶蚌是一种优质的淡水育珠蚌,研究其生殖发育方面的特征,能够为人工饲养和杂交育种提供大量理论基础,更好地解决现阶段池蝶蚌养殖中面临的各类问题。为了解池蝶蚌性别调控与分化机制,本课题组建立了池蝶蚌(Hyriopsis schlegelii)性腺转录组。在转录组库中,存在β-连环蛋白(β-catenin)基因序列。本实验对池蝶蚌β-catenin基因进行验证后,采用RACE技术克隆其cDNA全长,命名为Hsβ-catenin。通过各种生物软件,对其基因序列及其蛋白质的一、二、三级结构进行预测,结果如下:该序列全长4386 bp,5’-非编码区(5’UTR)为162 bp,3’-非编码区为1758 bp,开放阅读框(ORF)为2466 bp,编码821个氨基酸;该基因编码的蛋白质分子量为366046.5Da,原子数为47068,分子表达式为C13499H22614N4386O5661S908,蛋白成酸性,亮氨酸含量较高,半胱氨酸(Cys)和色氨酸(Trp)含量较低,分别为1.3%和0.8%,碱性氨基酸(Lys、Arq、His)含量为11.5%,酸性氨基酸(Asp、Glu)含量为10.7%;该蛋白结构域主要由12个ARM重复序列组成,ARM结构域是各物种中β-连环蛋白的中央保守区域,验证了实验结果的准确性;二级结构中,α-螺旋占47.75%,分布比较均匀且大量分布,β-折叠占1.22%,总量较少,随机卷曲占51.04%,多分布于两端;亲水性蛋白含量约为49%,疏水性蛋白约为51%;三级结构中含大量α-螺旋且为右手超螺旋,每三个α-螺旋排列在一起形成一个超螺旋即ARM结构域,中央区域共形成12个ARM结构域;由系统进化树可知,β-catenin基因在各物种中比较保守,Hsβ-catenin与软体动物聚为一支,包括合浦珠母贝(Pinctada martensii)、栉孔扇贝(Azumapecten Farreri)和太平洋牡蛎(Crassostrea gigas)等,与昆虫类的同源性也很高,如毛翼虫(Chaetopterus variopedatus)、杜氏阔沙蚕(Platynereis dumerilii)和大斑蝶(Danaus plexippus)。通过荧光定量PCR(qRT-PCR)检测Hsβ-catenin基因在不同组织中的表达量及在不同年龄、不同性别性腺中的表达表达量。实验表明,Hsβ-catenin均存在于各组织中,表达量从高到低依次为:肠、斧足、精巢、肝、卵巢、心脏、外套膜、肾和血,表明其在生物体各组织中具有多种生物学功能,且在成熟池蝶蚌中精巢表达量高于卵巢,推测Hsβ-catenin在性腺发育成熟后更多地参与其他生物学功能;池蝶蚌在5月龄出现性腺,12月龄雌雄可辨,36月龄性腺成熟,检测Hsβ-catenin在不同年龄、不同性腺中的表达情况,结果显示其在3龄(约36月龄)中的表达最高,1龄(约12月龄)表达量次之,2龄(约24月龄)和4龄(约48月龄)表达量最少;在1到3龄中卵巢的表达量显著高于精巢的表达量,而到4龄时精巢反而略高于卵巢,表明其可能参与池蝶蚌的性别调控与分化作用。


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