拟穴青蟹LC-PUFA合成关键酶基因的克隆和表达分析

来源 :汕头大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bengkuia521
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长链多不饱和脂肪酸(Long-chain polyunsaturated fatty acids,LC-PUFA)一般指的是双键数≥3且碳链长度≥20的多不饱和脂肪酸(Polyunsaturated fatty acids,PUFA)。其中具有重要生理功能的LC-PUFA主要有二十二碳六酸(DHA)、二十碳五烯酸(EPA)和花生四烯酸(ARA),它们都是生物体正常生长发育所必需的脂肪酸。一般认为,海蟹不具有将亚油酸和α-亚麻酸转化为LC-PUFA的能力。因此,DHA和EPA等LC-PUFA被认为是海蟹的必需脂肪酸。近年来,本课题组在拟穴青蟹(Scylla paramamosain)脂肪需求以及植物油替代鱼油方面开展了相关研究。研究结果发现,在饲喂紫苏籽油和红花油的青蟹的肌肉中,脂肪酸20:4n-6和20:5n-3的含量有轻微的提高。据此结果,我们推测青蟹自身可能具有合成LC-PUFA的能力。为验证我们的推测,本研究对青蟹合成LC-PUFA的关键酶基因进行了克隆,并对基因的组织表达和营养调节进行了研究。主要结果如下:  1.采用RT-PCR和RACE-PCR方法,从青蟹中克隆到一个脂肪酸去饱和酶基因(GenBank登录号:KU975033),命名为Δ6 Fad-like。该基因的cDNA序列全长为1973bp,包含201bp的5’非翻译区,443bp的3’非翻译区以及1329bp的开放阅读框,共编码442个氨基酸。氨基酸序列与其它已克隆的甲壳类Δ6脂肪酸去饱和酶具有53%~80%的相似性,且具有典型的脂肪酸去饱和酶的结构特征。RT-qPCR结果显示:Δ6 Fad-like基因主要在肝胰腺中表达,而在其它组织中的表达量相对较低。养殖试验结果表明,随着大豆油替代鱼油比例的升高,Δ6 Fad-like基因在肝胰腺中的表达显著上调,说明了大豆油能促进该基因的表达。  2.克隆到一个碳链延长酶4基因(GenBank登录号:KX454537),命名为Elovl4-like。该基因的cDNA序列全长为1119bp,包含58bp的5’非翻译区,44bp的3’非翻译区以及1017bp的开放阅读框,共编码338个氨基酸。氨基酸序列与已克隆的其它物种的延长酶4具有42%~47%相似性,且具有典型的延长酶的结构特征。RT-qPCR结果显示:Elovl4-like基因主要在肝胰腺中表达,而在其它组织中的表达量相对较低。养殖试验结果表明,随着大豆油替代鱼油比例的升高,Elovl4-like基因在肝胰腺中的表达显著上调,说明了大豆油能促进该基因表达。  3.克隆到一个碳链延长酶基因,命名为Elovlm,又因该基因有两个亚型,故又分别命名为Elovlm1和Elovlm2。Elovlm1和Elovlm2 cDNA序列全长均为1529bp,包含75bp的3’非翻译区,389bp的5’非翻译区以及1065bp的开放阅读框,共编码354个氨基酸。RT-qPCR结果显示:Elovlm基因主要在胃中表达,而在其它组织中的表达量相对较低。养殖试验结果表明,随着大豆油替代鱼油比例的升高,Elovlm基因在胃中的表达显著上调,但对肝胰腺中的Elovlm基因的表达影响不显著。  综上所述,本研究从青蟹中克隆到三个LC-PUFA合成关键酶基因,即Δ6 Fad-like、Elovl4-like和Elovlm。这些基因在肝胰腺和胃等组织中的表达水平较高,说明这些组织可能是青蟹LC-PUFA合成的主要部位。饲料中的大豆油能够显著提高青蟹LC-PUFA合成关键酶基因的表达水平。该研究结果对于丰富甲壳类营养学,特别是分子营养学内容等具有较重要的理论意义和学术价值,为进一步研究甲壳类LC-PUFA合成的分子机制提供了基础。
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