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期 杨 爱 馥 等 仿 刺 参 铁 蛋 白 -"" 基 因 的 序 列 分 析 及 表 达 棘 皮 动 物 属 原 始 后 口 动 物 无 脊 椎 动 物 的 最 高 等 类 群 处 于 由 无 脊 椎 动 物 向 脊 椎 动 物 开 始 分 支 进 化 的 阶 段 因 此 棘 皮 动 物 是 研 究 基 因 家 族 进 化 的 宝 贵 材 料 仿 刺 参 也 是 我 国 现 有 海 参 中 最 主 要 的 经 济 种 类 不 仅 营 养 价 值 高 而 且 药 用 价 值 广 泛 已 经 发 展 成 为 我 国 北 方 地 区 重 要 的 海 水 增 养 殖 品 种 本 文 分 析 了 仿 刺 参 -"" 基 因 的 全 长 1( 序 列 并 与 多 种 真 核 生 物 中 的 -"" 基 因 进 行 同 源 性 比 较 为 研 究 该 基 因 的 进 化 和 功 能 提 供 参 考 研 究 -"" 基 因 在 仿 刺 参 胚 胎 发 生 个 体 发 育 的 不 同 阶 段 和 幼 参 不 同 组 织 中 的 表 达 及 其 对 细 菌 脂 多 糖 %33% /11 / 6 * 免 疫 刺 激 的 应 答 为 进 一 步 研 究 该 基 因 在 仿 刺 参 体 内 的 代 谢 生 理 机 制 及 免 疫 机 制 提 供 依 据 材 料 与 方 法 材 料 试 验 用 健 康 仿 刺 参 种 参 和 幼 参 捕 获 于 大 连 广 鹿 岛 海 域 于 辽 宁 省 海 洋 水 产 科 学 研 究 院 人 工 育 苗 池 常 规 条 件 下 暂 养 育 苗 池 水 容 量 为. 暂 养 期 间 保 持 充 气 所 用 海 水 为 砂 滤 海 水 水 温 + < 盐 度 3 方 法 &+ 仿 刺 参 -"" 基 因 序 列 分 析 通 过 构 建 仿 刺 参 1( 文 库 获 得 -"" 基 因 全 长 1( 序 列 将 其 翻 译 成 氨 基 酸 序 列 利 用 /%* & 软 件 预 测 信 号 肽 和 可 能 的 剪 切 位 点 93 DDD& 12 & 69'& 6B 1 /%* 9 '19' & 软 件 预 测. 二 级 结 构 用 "@ 的 @,3 93 2%/ 9& 12& %.& & 对 序 列 进 行 同 源 检 索 取 不 同 分 类 地 位 物 种 的 9 氨 基 酸 序 列 用 "%' 9/%&+ 软 件 与 仿 刺 参 9 氨 基 酸 序 列 进 行 同 源 性 比 对 分 析 用 :!> & 构 建 种 系 发 生 树 仿 刺 参 产 卵 授 精 和 幼 体 培 养 采 用 温 差 法 刺 激 种 参 产 卵 有 产 卵 排 精 迹 象 的 种 参 平 均 体 重 & 分 别 置 于 不 同 产 卵 箱 内 按 比 例 将 精 子 卵 子 混 合 进 行 人 工 授 精 将 受 精 卵 移 入 培 育 池 进 行 孵 化 幼 体 按 常 规 条 件 培 养 水 温 < 盐 度 3 &+ 仿 刺 参 胚 胎 发 生 和 个 体 发 育 的 不 同 阶 段 包 括 未 受 精 卵 受 精 卵 多 细 胞 期 囊 胚 期 旋 转 囊 胚 未 脱 膜 原 肠 期 小 耳 状 幼 体 中 耳 状 幼 体 大 耳 状 幼 体 樽 型 幼 体 五 触 手 幼 体 和 稚 参 体 长.. 左 右 分 别 用 目 筛 绢 收 集 于 &. 离 心 管 内 短 暂 离 心 去 除 多 余 海 水 投 入 液 氮 中 迅 速 冷 冻 于 + < 冰 箱 保 存 备 用 * 刺 激 健 康 仿 刺 参 幼 参 平 均 体 重 & 饲 养 于 水 族 箱 内 6 之 内 不 投 放 任 何 饵 料 排 空 消 化 道 内 食 物 注 射 浓 度 为 的 *./ 后 第 二 次 注 射 对 照 组 注 射 过 滤 &. 滤 膜 海 水 第 二 次 注 射 后 用 饱 和 : 麻 醉 过 滤 海 水 冲 洗 后 取 体 壁 体 腔 细 胞 肠 道 和 呼 吸 树 各 种 组 织 分 别 取 个 个 体 的 混 合 样 直 接 用 于 提 取 总 提 取 用 柱 总 抽 提 试 剂 盒 / 提 取 仿 刺 参 不 同 发 育 阶 段 和 不 同 组 织 的 总 电 泳 检 测 的 完 整 性 用.3% / * 9. 9 核 酸 蛋 白 分 析 仪 德 国 检 测 的 纯 度 和 浓 度 反 转 录 *",-*" 取 每 个 样 品 的 总 用 *. 1 39,:, / 9A9,/A/ / 进 行 反 转 录 反 应 体 积 及 反 应 条 件 按 照 说 明 书 进 行 反 转 录 后 的 产 物 稀 释 倍 后 于 + < 冰 箱 保 存 备 用 采 用 *. *. & 软 件 设 计 引 物 - -">,>,>,">""",,""- - - >"">,>,>,"",,> >"- 扩 增 片 段 长 度 23 引 物 由 大 连,/A/ / 生 物 公 司 合 成 反 应 条 件 为 < 预 变 性. < 变 性 < 退 火 < 延 伸 个 循 环 < 延 伸. < 终 止 反 应 *" 产 物 经 & 琼 脂 糖 凝 胶 电 泳!@ 染 色 用 凝 胶 成 像 分 析 系 统 * @./ 9. 检 测 实 时 荧 光 定 量 *" '/ 99/9 /%-9. *" 采 用 @ > 染 料 法 @ *. 1 39,:,-*" A9,/A/ / 在 :3,: 荧 光 定 量 *" 仪 9 /9/ / %/" 上 进 行 反 应 终 体 积 包 括? @ > :/ 9. 缓 冲 液 1 ( & 1( 样 品 引 物 各 &.% 引 物 序 列 同 上 内 参 采 用, 基 因 引 物 序 列 分 别 为 " 9 -,> >"">" " >,,"- " 9 - >>- > >> >,> >- 反 应 条 件 < < < < 个 循 环 采 用 ", 法 计 算 -"". 相 对 表 达 量 数 据 分 析 根 据 每 个 样 品 的 组 平 行 实 验

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期 杨 爱 馥 等 仿 刺 参 铁 蛋 白 -"" 基 因 的 序 列 分 析 及 表 达 同 源 性 较 低 如 人 牛 蛙," 鼠 非 洲 爪 蟾 马.'', %' 猫 %" ' 系 统 进 化 分 析 表 明 各 种 动 物 的 9 主 要 分 化 成 个 分 支 首 先 是 脊 椎 动 物 为 一 支 其 中 " 聚 集 又 成 一 小 支 其 次 仿 刺 参 与 大 部 分 无 脊 椎 动 物 为 一 支 最 后 节 肢 动 物 和 线 虫 为 一 支 图 图 几 个 物 种 : 的 二 级 结 构 预 测 /&- &( : %'! + %( ( ' %!, & (%*&% 仿 刺 参 &(& 氨 基 酸 序 列 的 同 源 性 分 析 采 用 @,3 方 法 将 9 氨 基 酸 序 列 在 > @/ B 中 进 行 同 源 性 检 索 发 现 该 序 列 与 海 参 2 %!'" (%," 的 相 似 度 最 高 达 + 与 其 它 无 脊 椎 动 物 如 海 星 /" -," 鲍 2 %" "+"" % 牡 蛎 ("( > 牡 蛎 > 海 葵 1 % " 线 虫!,+""%( 小 龙 虾 "- ' %"''%' 果 蝇!"% % ( 的 相 似 度 分 别 为 较 之 脊 椎 动 物 与 9 重 链 9 / 1 / " 的 同 源 性 较 高 如 人 2 " 鼠 '''%' 斑 马 鱼 " " 非 洲 爪 蟾 ' " %" 而 与 9 轻 链 9 % 91 / " 的 图 / &(& 系 统 进 化 树 9 轻 链 " 9 重 链 " /&- / &(&*+,'-(&( 9 % 91 / " 9 / 1 / "& 将 仿 刺 参 -"" 1( 编 码 的 氨 基 酸 序 列 与 其 它 无 脊 椎 动 物 和 脊 椎 动 物 进 行 多 序 列 比 对 图 目 前 已 知 在 脊 椎 动 物 " 发 挥 铁 离 子

水 产 学 报 卷 图 仿 刺 参 &(& 氨 基 酸 序 列 与 其 它 物 种 &(& 氨 基 酸 序 列 的 同 源 性 比 较! 个 螺 旋 序 列 星 号 个 与 结 合 位 点 相 关 的 氨 基 酸 残 基 圆 点 形 成 亚 铁 氧 化 酶 中 心 氨 基 酸 残 基 /&-,&- (' (! &'!& %% ' ( &(& &('( &(&% % '!&!,% -! %1 9 B. 6' / 1/9 6 D9 9 2 6 9 (9, 6'./B '3 6/ 1 9 & 存 储 功 能 主 要 靠 亚 铁 氧 化 酶 中 心 6/ 1 9 它 的 二 级 结 构 为 个 螺 旋 由 图 可 见 仿 刺 参 9 同 样 存 在 这 样 的 保 守 结 构 大 多 数 脊 椎 动 物 " 都 具 有 个 保 守 的 氨 基 酸 残 基 这 些 氨 基 酸 残 基 是 亚 铁 氧 化 酶 中 心 的 铁 离 子 结 合 位 点 研 究 表 明 其 中! 和 以 人 的 " 氨 基 酸 序 列 为 准 参 与 了 多 晶 核 复 合 物 的 形 成 与 另 外 两 个 酪 氨 酸 以 人 的 " 氨 基 酸 序 列 为 准 形 成 了 亚 铁 氧 化 酶 中 心 在 仿 刺 参 中 上 述 这 些 氨 基 酸 残 基 均 是 完 全 一 致 的 图 仿 刺 参 ' 基 因 表 达 情 况 检 测 -"". 在 仿 刺 参 未 受 精 卵 到 稚 参 个 发 育 阶 段 和 幼 参 的 肠 道 体 腔 细 胞 呼 吸 树 和 体 壁 种 组 织 中 的 表 达 情 况 如 图 所 示 以 各 发 育 时 期 和 不 同 组 织 的 1( 为 模 板 以 为 引 物 均 扩 增 出 23 特 异 条 带 说 明 -"" 基 因 在 仿 刺 参 胚 胎 发 生 和 幼 体 发 育 各 个 阶 段 和 幼 参 不 同 组 织 中 均 有 表 达 选 择, 基 因 作 参 照 利 用 '/ 99/9 /%-9. *" 方 法 检 测 -"" 基 因 在 仿 刺 参 不 同 发 育 阶 段 和 不 同 组 织 中 的 相 对 表 达 量 如 图 所 示 -"". 在 未 受 精 卵 至 原 肠 期 表 达 量 低 从 小 耳 状 幼 体 至 稚 参 表 达 量 显 著 增 高 在 幼 参 的 不 同 组 织 中 -"". 在 呼 吸 树 中 的 表 达 量 显 著 低 于 其 他 种 组 织 & 幼 参 注 射 * 后 种 组 织 中 -"". 表 达 量 与 注 射 前 无 显 著 差 异 图 + 图 3 仿 刺 参 不 同 发 育 时 期 和 不 同 组 织 中 ' 表 达 情 况 :( :/ B,/A/ / 未 受 精 卵 受 精 卵 多 细 胞 期 囊 胚 期 原 肠 期 小 耳 状 幼 体 中 耳 状 幼 体 + 大 耳 状 幼 体 樽 型 幼 体 五 触 手 幼 体 稚 参 肠 道 体 腔 细 胞 呼 吸 树 体 壁 /&-3!!,+%&%' ' * %&'& & (,'* (%(!-%! & ((&% % :( :/ B,/A/ / 9%= 6 9%= 6 " %'%' 9/ @%/ 9'%/ >/ 9 '%/!/ % /' 1'%/ / ' 1'%/ / + /9 /' 1'%/ / (%%/ / * 9/19'%/ ' % 9 9 " %.1 9 3 /9 9 @6 D/%& 图 仿 刺 参 不 同 发 育 时 期 ' 表 达 量 未 受 精 卵 受 精 卵 多 细 胞 期 囊 胚 期 原 肠 期 小 耳 状 幼 体 中 耳 状 幼 体 + 大 耳 状 幼 体 樽 型 幼 体 五 触 手 幼 体 稚 参 /&-,!(&,,%' '!( & (,'* (%(!-% 9%= 6 9%= 6 " %'%' 9/ @%/ 9'%/ >/ 9 '%/!/ % /' 1'%/ / ' 1'%/ / + /9 /' 1'%/ / (%%/ / * 9/19'%/ ' % &

期 杨 爱 馥 等 仿 刺 参 铁 蛋 白 -"" 基 因 的 序 列 分 析 及 表 达 图 5+ 在 幼 参 不 同 发 育 时 期 和 2 6 刺 激 后 表 达 情 况 肠 道 体 腔 细 胞 呼 吸 树 体 壁 /&-5,!(&,,%' ' & & ( (&% %!! ( 2 6!,- 9 9 " %.1 9 3 /9 9 @6 D/%& 讨 论 本 研 究 从 构 建 的 仿 刺 参 1( 文 库 中 获 得 -"" 基 因 全 长 1( 序 列 同 源 性 分 析 表 明 仿 刺 参 9 与 脊 椎 动 物 9 重 链 亚 基 " 更 为 相 似 因 为 它 具 有 亚 铁 氧 化 酶 中 心 以 及 用 于 结 合 铁 离 子 的 保 守 氨 基 酸 残 基 等 而 9 轻 链 亚 基 " 并 不 具 备 这 些 特 点 此 外 仿 刺 参 9 与 牡 蛎 文 昌 鱼 人 等 的 " 还 具 有 较 高 的 同 源 性 在 仿 刺 参 9 的 氨 基 酸 序 列 中 我 们 没 有 发 现 信 号 肽 因 此 推 测 仿 刺 参 9 属 于 + 胞 质 型 铁 蛋 白 这 一 点 与 昆 虫 不 同 与 众 多 物 种 一 样 在 仿 刺 参 -"" 1( -, 中 出 现 了 高 度 保 守 的!! 中 的 颈 环 结 构 是 铁 离 子 调 节 蛋 白 * 的 结 合 位 点 因 此 这 预 示 着 仿 刺 参 9 的 表 达 可 能 是 通 过 铁 离 子 在 翻 译 水 平 上 受 到 调 控 的 肌 动 蛋 白 -/19 是 最 广 泛 使 用 的 内 参 基 因 之 一 我 们 采 用 半 定 量,-*" 方 法 分 析 发 现 & " 基 因 在 从 受 精 卵 到 稚 参 的 一 些 发 育 阶 段 中 的 表 达 水 平 有 显 著 差 异 相 关 研 究 也 表 明 & " 基 因 在 棘 皮 动 物 海 胆 的 未 受 精 卵 到 长 腕 幼 体 个 发 育 阶 段 中 的 表 达 水 平 也 有 显 著 差 异 近 年 来 细 胞 色 素 21 91. 2" 92 基 因 也 被 用 作 海 参 基 因 表 达 研 究 中 的 内 参 基 因 /. =->I. = 等 报 道, 基 因 在 * 刺 激 前 后 的 海 参 2 %!'" (%," 体 腔 细 胞 中 稳 定 表 达 作 为 内 参 研 究 免 疫 基 因 的 表 达 情 况 C/ -"/ 9/ / 等 报 道, 基 因 在 海 参 肠 再 生 过 程 中 稳 定 表 达 并 作 为 内 参 研 究 海 参 肠 再 生 相 关 基 因 的 表 达 情 况 我 们 采 用 半 定 量,-*" 方 法 分 析 了 仿 刺 参, 基 因 的 表 达 情 况 结 果 表 明, 基 因 在 仿 刺 参 不 同 发 育 时 期 和 不 同 组 织 中 及 * 刺 激 前 后 表 达 稳 定 '/ 99/9 /%-9. *" 分 析 结 果 也 表 明, 基 因 能 够 稳 定 表 达 因 此 本 研 究 采 用, 基 因 作 为 内 参 基 因 研 究 -"". 的 表 达 情 况 -"". 在 仿 刺 参 的 胚 胎 发 生 和 个 体 发 育 的 各 个 阶 段 及 幼 体 不 同 组 织 中 均 有 表 达 在 其 它 水 生 动 物 中 -"". 也 具 有 广 泛 的 组 织 表 达 分 布 如 罗 氏 沼 虾,!"',( " 的 血 淋 巴 肌 肉 中 肠 腺 心 脏 精 巢 和 卵 巢 中 都 检 测 到 -"". 的 表 达 并 在 中 肠 腺 中 表 达 量 最 高 在 凡 纳 滨 对 虾 " ' " 的 研 究 中 也 发 现 -"". 在 血 淋 巴 中 肠 腺 脑 神 经 节 鳃 腹 神 经 节 眼 柄 肌 肉 胸 神 经 节 心 脏 均 有 表 达 在 血 淋 巴 中 表 达 量 最 高 在 双 壳 类 动 物 合 浦 珠 母 贝 " + -' 的 外 套 膜 消 化 道 鳃 肌 肉 中 -"". 都 有 表 达 其 中 在 外 套 膜 消 化 腺 和 肌 肉 中 的 -"". 含 量 比 较 高 本 研 究 发 现 -"". 在 仿 刺 参 胚 胎 发 生 个 体 发 育 的 各 个 阶 段 和 幼 参 的 肠 道 体 腔 细 胞 呼 吸 树 和 体 壁 中 均 有 表 达 在 呼 吸 树 中 的 表 达 量 低 可 能 是 由 于 呼 吸 树 在 仿 刺 参 机 体 内 主 要 功 能 是 进 行 气 体 交 换 完 成 呼 吸 作 用 不 是 存 储 铁 的 主 要 器 官 在 仿 刺 参 未 受 精 卵 受 精 卵 多 细 胞 期 囊 胚 期 和 原 肠 期 -"". 表 达 量 低 从 小 耳 状 幼 体 开 始 表 达 量 显 著 增 高 可 能 是 由 于 从 小 耳 状 幼 体 开 始 消 化 道 从 原 肠 期 简 单 的 直 管 状 开 始 出 现 明 显 的 器 官 分 化 并 已 开 始 正 常 摄 食 从 这 个 阶 段 开 始 铁 蛋 白 大 量 表 达 来 维 持 机 体 的 正 常 生 长 和 代 谢 近 年 来 人 们 已 不 再 局 限 于 9 对 铁 调 节 的 研 究 转 而 更 注 重 于 免 疫 防 御 功 能 上 的 研 究 在 无 脊 椎 动 物 鲎 牡 蛎 和 海 星 的 研 究 中 发 现 * 刺 激 后 -"". 表 达 量 增 高 + 等 报 道 细 菌 感 染 和 * 注 射 后 果 蝇 体 内 9 的 表 达 上 调 但 在 海 参 的 研 究 中 发 现 体 腔 细 胞 中 -"". 的 表 达 量 不 受 * 刺 激 的 影 响 本 研 究 '/ 99/9 /%-9. *" 结 果 显 示 在 幼 参 的 肠 道 体 腔 细 胞 呼 吸 树 和 体 壁 中 -"". 在 * 刺 激 前 后 的 表 达 量 无 显 著 差 异 可 能 在 海 参 体 内 -"" 基 因 表 达 的 调

水 产 学 报 卷 控 发 生 在 转 录 后 水 平 参 考 文 献,./ :, 6./ * & '%/9-3 / 6 -"". 9 / %/9 & 9@1. " %@% & ( & 9 / / ' 1 6/9 6/./ & /61@%: 6 & / ( A. @ A %&:% 1'%/ 1 / /19 =/9 2 6 3 9 9 / / 6 9 / 1 / '2' 9. 9 2'.2% 2,'"("'&".3 @1. * %&*/ 9@ @1.:%@% & " / 9 ( / * :&: /%=/9 9 / 1 9. / 9 / &9 '19 @% + & ' 9(& 9 / / ' 1 / 6 3 9 19. 6'1 6 919 &,1% 9 + + & : / > / "&6 9 1/9 / 6 3 / 9.% /.3 '!",%!"! 6 1 9 6'/% %..' 3 / 6. 9/2%. &".3 @1. * %&*/ 9@@1. :%@%+ &, 9 :, 9& '%/9 9 / 6 3 9 &@%6 & + : / > / "&6 9 1/9 / 6 3 / 9.% /.3 ' @ / 1 9./2 %1! 6 1 9 6'/% %..' 3 / 6. 9/2%. &".3 @1. * %&*/ 9@ @1. :%@%+ & */ %/ 6 :@ /9 >/ %&! 6 1 1 /9 9 ' 1 /. 3%/ 9 / 6 /./% / 6 /9 / 93 396 2 / &@% ". + +& 郑 亮 & 外 源 诱 导 罗 氏 沼 虾 铁 蛋 白. 的 表 达 & 海 洋 渔 业 & * '6 ( @ /9 %& 9 / =/9 6 92 9D 3%/ 9 / 6 /./% ' 93 2% B 6.- 3 1 1 % 19 1 9 / 9 &:! & / ' " " @ %& /% 3 6 ' 1 9/. 26 D/% 9 9 / 6 3 /9 9 / 1'1'.2 / "! ' "' & '/1'%9' & 6 @ : 9!@ / 6 " %&39./% ' 1 / 6 9 '19' - 3 %. 9 & % 19 9.-%3 D9 / 9 '%/9 /19 &@%". + + &, %!& 9 9 '19' '%/9 / 6 1 %'%/ ' 19 /./% 3%/ 9 / 6.1 /. & @1. + + & 6 D " * @ 9B %&9 '19' ' 19 / 6 %'9 9 & @1. & @ 1B >!%, /21 9> %&! %'9 9 /1'9 3 / 3 % / 2 1 6. /" -," 1 %.1 9 / 6 1% / 1 6. 9.% 1'% & ( ".3..' % &.3 9 /6 *( D6/% %& ".3/ 9 9-6. /% 9 '19' 1.2 / 9 './ / 6 9 /9 %'9 &:%@% + +& + " @ @ : %& './.91 6 /% 9 16 6 2 / 9 % &@%". & 1 % /D = % &. 9/2%. 19 & '! 9.% & / :@ D A:.9 "&, 16 9 /' 1 1.3%. 93 9 3" 3 6.2 / 6 1/ 2 '3 '%/9 6 2 2/19 / & ( ".3..' % +& /. =->I. = 9=-* 6/* C/ -"/ 9/ / " %&..' - %/9 6 / 1/9 6 D9 9 9 /% 9 ' 9 /1'1'.2 2 %!'" (%," &..' 91 + & C/ -"/ 9/ /" 9=-* 6/* /. =->I. = %&( 9 193 % 3 6 ' 1 9/ 6' 9 9 /% /9 9 /1'1'.2 2 %!'" (%," &* %>.1 & 杨 爱 馥 周 遵 春 董 颖 等 & 仿 刺 参, 和 & " 基 因 表 达 稳 定 性 比 较 & 中 国 农 业 科 技 导 报 +& " ' " A' " :&:% 1'%/ 1% / 6 9 ' 6 9 2'9 9 */1 1D 9.3 " ' " & %..' % +&

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