TLRs及信号通路相关基因在钝缀锦蛤应答溶藻弧菌中的作用研究

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钝缀锦蛤(Tapes dorsatus Lamarck,1818)是一种大型热带、亚热带海洋经济贝类,在我国东海、南海和台湾海峡均有分布。本实验通过转录组学方法测定了溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)胁迫下钝缀锦蛤鳃组织差异表达基因(DEGs)的富集情况,发现其在Toll样受体(TLRs)信号通路上显著富集。目前,有关钝缀锦蛤TLRs信号通路相关基因的研究尚未见报道。因此,本研究克隆了钝缀锦蛤2个TLRs基因和1个MyD88基因,对其生物信息学和表达模式进行研究。结果如下:(1)钝缀锦蛤鳃组织转录组结果分析本实验通过对钝缀锦蛤鳃组织的转录本测序,与对照组相比,溶藻弧菌胁迫组筛选获得199个DEGs,包含108个上调基因和91个下调基因(|logFC|≥1且P<0.05)。上述199个DEGs共有140个得到注释,在COG、GO、KEGG、KOG、Nr、Pfam、Swiss-Prot 和 eggNC 等数据库注释到的数目分别为 40 个(28.6%)、107 个(76.4%)、98 个(70.0%)、57 个(40.7%)、131 个(93.6%)、117 个(83.6%)、44 个(31.4%)和 94 个(67.1%)。KEGG数据库注释基因个数最多的分别是Toll和Imd信号通路、p53信号通路、硫代谢、癌症通路、细胞色素P45对外源物质代谢、谷胱甘肽代谢以及氨基酸的生物合成等过程。本实验从转录组学结果中共鉴别筛选获得55个钝缀锦蛤Toll样受体基因(TdTLRs),SMART结果显示,它们的LRR个数在1~21之间,其中15个具有LRRNT结构域,20个具有LRRCT结构域,8个同时具有LRRNT和LRRCT结构域。(2)TdTLR8和TdTLR13基因克隆和结构分析为了研究钝缀锦蛤TLR家族基因,本研究通过梯度PCR技术克隆获得了钝缀锦蛤TLR8和TLR13基因。结果表明,TdTLR8基因的ORF序列大小为3804 bp,编码1267个氨基酸残基,等电点为6.01,理论分子量是144.82kD,N末端具有1段信号肽。TdTLR13基因的ORF序列大小为2484 bp,编码827个氨基酸残基,等电点为8.37,理论分子量是95.33 kD,N末端具有1段信号肽。蛋白结构域预测结果表明,TdTLR8蛋白包含2个跨膜区、16个LRR结构域、3个LRRTYP结构域、1个LRRCT结构域和1个TIR结构域;TdTLR13蛋白包含1个跨膜区、7个LRR结构域、1个LRRTYP结构域、1个LRRCT结构域和和1个TIR结构域。多序列比对结果表明,钝缀锦蛤TLR8蛋白与斑马贻贝(Dreissena polymorpha)、澳大利亚黑鲍(Haliotis rubra)和栉孔扇贝(Chlamys farreri)的同源性为28.54%~43.87%;钝缀锦蛤TLR13 蛋白与硬壳蛤(Mercenaria mercenaria)、斑马贻贝、澳大利亚黑鲍、红鲍(H.rufescens)以及紫贻贝(M.edulis)的同源性为 30.03%~43.40%。(3)TdTLR8和TdTLR13基因表达模式分析实时荧光定量结果表明,TdTLR8和TdTLR13基因在本实验选取的钝缀锦蛤9种组织均有表达。TdTLR8基因在钝缀锦蛤心脏、出水管、性腺和内脏团等组织高表达,TdTLR13基因在钝缀锦蛤心脏、鳃、闭壳肌和性腺等组织高表达。溶藻弧菌胁迫下,TdTLR8和TdTLR13基因在钝缀锦蛤的鳃、外套膜、消化盲囊和内脏团组织中随着胁迫时间的延长均出现显著性变化(P<0.01)。TdTLR8基因在鳃、外套膜和消化盲囊的表达量随着感染时间的延长呈现先下降后上升、再下降的趋势,在内脏团的表达量呈现先上升后下降、之后保持不变的趋势。TdTLR13基因在鳃、外套膜和内脏团等3种组织的变化趋势一致,均呈现先下降后上升、再下降的趋势,在消化盲囊的表达量随着感染时间的延长呈现先下降后上升、达到一定水平后保持不变的趋势。(4)TdMyD88基因克隆和结构分析本实验克隆获得钝缀锦蛤MyD88基因(TdMyD88),其ORF序列大小为1284 bp,可编码427个氨基酸残基,等电点为5.75,理论分子量是48.69 kD,无信号肽。蛋白结构域预测显示,TdMyD88蛋白包含1个死亡结构域和1个TIR结构域。多序列比对结果表明,钝缀锦蛤MyD88蛋白与菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)、硬壳蛤、番红砗磲(Tridacna crocea)和三角帆蚌(H.cumingii)的同源性为51.03%~76.62%。(5)TdMyD88基因表达模式分析实时荧光定量结果表明,TdMyD88基因在钝缀锦蛤的9种组织均有表达,鳃组织的表达量最高,是闭壳肌表达量的77.94倍。溶藻弧菌胁迫下,TdMyD88基因在不同组织的表达量随胁迫时间的延长呈显著性变化(P<0.01)。鳃和消化盲囊的TdMyD88基因表达量呈现先下降、后保持不变的趋势,外套膜表达量呈现先上升后下降、再上升的趋势,内脏团的表达量呈现先下降后上升的趋势。
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