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日本沼虾(Macrobrachium nipponense)需要通过周期性地蜕皮来满足生长发育的需求,几丁质结合蛋白(Chitin-Binding Proteins,CBPs)是表皮主要成分,控制着动物表皮的形成和钙化,与蜕皮周期关系密切。本实验室前期工作已经证明:咪唑类物质KK-42可以显著缩短日本沼虾的蜕皮周期,为了解日本沼虾几丁质结合蛋白(M.nipponense Chitin-Binding Proteins,MnCBPs)表达模式与表皮组织差异的关系以及KK-42缩短蜕皮周期的可能机制,本文根据日本沼虾表皮组织转录组测序结果,从头胸甲中克隆到3个含几丁质结合-4(chitinbind4)结构域的CBPs基因,按实验室发现的先后顺序分别命名为MnCBP-12、MnCBP-13和MnCBP-14,GenBank登录号分别为KY065119、KY126405和MG729398。利用RACE技术获得了MnCBP-12的cDNA全长,一共为604 bp,可编码122个氨基酸。氨基酸序列比对显示,MnCBP-12与普通黄道蟹(Cancer pagurus,P81576.1)相似性最高(61%),系统进化分析发现,MnCBP-12与地中海实蝇(Ceratitis capitata,XP 020712733.1)聚类为一小支;而另两条序列只得到了部分cDNA片段,其中MnCBP-13与远海梭子蟹(Portunus pelagicus,ABM54465.1)有50%的相似性,MnCBP-14与日本沼虾(AQT26399.1)有52%的相似性。组织学观察发现,很难通过人为操作将尾扇中的肌肉与表皮完全分离。为了检验尾扇中肌肉的影响,采用Real-time PCR技术分析了MnCBP-12在C、D0-2和D3-4期的尾扇、去肌肉尾扇、尾扇肌肉和腹部肌肉的表达量。结果表明,MnCBP-12在肌肉中的表达量可以忽略不计,且游泳足和步足的结果与尾扇一致(结果未示),因此可以采用整个附肢组织代替其表皮组织,结果并不影响MnCBPs整体的表达趋势。以健康幼虾(体长3.5±0.5 cm)的头胸甲、尾扇、游泳足和步足(后三者称为附肢)4种钙化程度和厚度存在差异的表皮组织为材料,分别提取C、D0-2、D3-4和A期的RNA,采用Real-time PCR技术,分析了MnCBP-12、MnCBP-13和MnCBP-14在蜕皮周期不同阶段以及KK-42处理之后的0、3、6、12、24和48 h的相对表达量。结果显示,MnCBP-12在头胸甲中D3-4和A期的表达较高,在3种附肢表皮组织的变化趋势一致,都是A期的表达量最高;MnCBP-13在头胸甲、尾扇和游泳足中表达水平的峰值出现在D3-4期,步足中则出现在D0-2期;MnCBP-14在头胸甲表达水平的峰值出现在D3-4期,在尾扇和游泳足中则出现在A期(P<0.05),而在步足中随蜕皮周期的变化不明显。结果提示,4种表皮组织上皮细胞MnCBPs的表达与蜕皮周期有关,推测:MnCBP-12和MnCBP-14编码的蛋白可能在新外表皮、内表皮的板层结构形成中发挥重要作用,而MnCBP-13主要参与上表皮和外表皮板层结构的形成;它们在表皮组织不同部位的差异性表达可能是导致表皮结构差异的原因之一。KK-42处理后,MnCBP-12、MnCBP-13和MnCBP-14在4种表皮组织的表达特征趋于一致,都是在C和D0-2期的表达普遍高于对照组,而在D3-4和A期普遍低表达。说明KK-42可显著上调C和D0-2期MnCBPs的表达,这可能与其缩短蜕皮周期的效应有关。