日本沼虾表皮几丁质合成酶基因的克隆及表达分析

发布时间：2020-11-14 21:21

　　 日本沼虾(Macrobrachium nipponense)有坚硬的表皮(又称外骨骼),生命的不断生长要靠周期性蜕皮来实现,周期性蜕皮与生长、发育和繁殖密切相关。几丁质是日本沼虾表皮结构的重要组成成分,每个蜕皮周期必须不断地合成和分解几丁质,显然,几丁质的合成对其生长是至关重要的。几丁质合成酶(Chitin synthase,CHS)是几丁质合成路径中的关键酶,了解其基因的结构以及时空表达模式,可以为阐明日本沼虾等甲壳动物蜕皮周期的机理积累资料。本文根据同源基因的保守序列,设计特异性引物,利用SMART RACE技术,首次从日本沼虾头胸甲组织克隆了几丁质合成酶基因cDNA全长序列。获得的目的基因全长5133 bp,开放阅读框(ORF)长度为4701bp,编码1567个氨基酸,提交该序列到GenBank注册号KP710198,并命名为MnCHS。利用ExPASy在线进行序列分析,该蛋白分子量为179.567kD,理论等电点(pI)为6.09。该蛋白共有16个跨膜螺旋,一个保守结构域Chitin_synth_C,9个保守基序,可分为结构域A、结构域B、结构域C。结构域B中含有7个保守域,并含有CHS的两个标签序列EDR和QRRRW。利用MEGA 5.05软件,结合其他物种CHS基因,采用邻接法进行聚类分析构建系统发育树,聚类分析表明属于A类几丁质合成酶基因。采用实时荧光定量PCR技术,分析MnCHS基因的时空表达,实验结果显示,MnCHS基因的转录物在多种组织均有表达,在蜕皮周期各阶段,不同组织MnCHS的表达量差异显著;头胸甲在A期达到最高,胃肠在D0和D4期均较高,尾扇和肌肉在D4期最高,肝胰腺则普遍较低。结果表明,MnCHS基因转录物不仅存在于表皮,在其它组织也有分布,且mRNA水平的变化与蜕皮周期有关,作为几丁质生物合成的关键酶,推测该基因的表达在新外表皮和内表皮的形成中发挥重要作用。
【学位单位】：河南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：S917.4
【部分图文】：

图 1-1 几丁质的分子结构组成和 3 种结构形式[15]Fig.1-1. Molecμlar structure composition of chitin and three kinds of structure forms.2.3 几丁质酶系研究概况

图 1-2 几丁质合成模型图[40]Fig.1-2. Chitin synthesis model diagram在模型 II 中，几丁质首先被分泌到细胞端部质膜下方的囊泡内腔中，当需要几丁质，囊泡与质膜融合把包裹的几丁质释放到细胞外去。这种合成方式的优点是可以暂时

CHS 是一个含有多个跨膜螺旋结构的蛋白，分子量大约在 160～180kDa，等电点为1～6.7，整合于细胞膜结构中。它含有 3 个结构域即中间的催化结构域 B 和位于 N 端 C 端的两个跨膜结构域 A 和 C（图 1-3）[20]。
【参考文献】

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1 朴冬花;樊东;;甘蓝夜蛾几丁质合成酶基因片段的克隆与序列分析[J];东北农业大学学报;2008年09期

2 杨万喜,周宏;中华绒螯蟹雌体腹肢外骨骼组织学初步研究[J];东海海洋;2000年03期

3 吕艳杰;陈香丽;郭爱莲;王佩;宁黔冀;;KK-42对日本沼虾D_3期头胸甲表皮结构的影响[J];水产学报;2014年12期

4 陆建良;林晨;杨晓丽;郑新强;梁月荣;;昆虫几丁质合成酶特性预测[J];浙江大学学报(农业与生命科学版);2008年05期

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1 卜宪飞;青虾咽侧体抑制激素（Allatostatin，AST）基因全长cDNA序列的克隆及表达分析[D];南京农业大学;2012年

本文编号：2883965