克氏螯虾酚氧化酶原全长cDNA的克隆与序列分析

克氏螯虾酚氧化酶原全长cDNA的克隆与序列分析

论文摘要

近年来,全球性虾蟹病害给对虾养殖业造成了巨大的经济损失,从而引起了人们对虾蟹自身免疫防御系统的关注。酚氧化酶原激活系统(prophenoloxidase activatingsystem,proPO激活系统)是甲壳纲和昆虫纲动物的识别和防御系统。PO活力的强弱与机体免疫有直接相关性,可作为衡量甲壳动物免疫功能大小的一个指标,人们只有真正了解了proPO激活系统在机体内具体的激活过程,才可能提高评价动物健康的诊断方法,也才可能更有利于找出合适的方法以提高机体自身的防御功能。进行proPO基因结构的研究,是深入研究proPO在体内表达调控的机制和免疫功能等的基础。比对甲壳纲动物的proPO基因,在相对保守区域设计引物proPOF和proPOR,提取克氏螯虾血淋巴总RNA,用引物OligodT-anchor进行反转录,利用proPOF和proPOR进行RT-PCR,片段回收并克隆测序,获得proPO基因的部分片段。采用RACE技术(Rapid Amplification cDNA Ends,RACE)进一步获得该基因的3’端和5’端序列。结果表明,克氏螯虾proPO基因至少能产生4个转录本,其长度分别为2356bp、2995bp、3535bp和3721bp;5’端非编码区序列相同,长154bp;3’端非编码区序列不同,长度分别为318bp、957bp、1497bp和1683bp;ORF序列长1884bp,编码627个氨基酸。该基因含有8个N-糖基化结合位点,1个硫羟酸酯结构域(thiol-ester-likemotif;GCGWPQDHL)。酚氧化酶活性中心重要组成部分的2个铜结合位点、位于铜结合位点内的6个组氨酸(131,135,167和301,305,341处)以及与铜结合位点相邻的氨基酸序列高度保守。此基因的4个转录本序列均无信号肽,4个序列均含有PolyA尾。序列proPO-1的3’端无加尾信号(AATAAA);序列proPO-2的3’端有1个加尾信号(AATAAA);序列proPO-3和proPO-4的3’端分别有3个加尾信号(AATAAA)。将克氏螯虾与其它节肢动物proPO基因编码的氨基酸同源性进行比较,结果显示克氏螯虾P.clarki proPO基因与同是螯虾属的淡水螯虾P.lenuisculus亲缘关系最近,同源性在63.6%;其次是甲壳纲的其它动物,同源性在48.3%~54.5%之间;与昆虫纲动物亲缘关系较远些,同源性在31.9~36.5%之间。计算克氏螯虾proPO基因的密码子使用频率,并比较不同节肢动物proPO基因的密码子使用策略,结果显示克氏螯虾proPO基因编码氨基酸时也是“非随机”方式使用同义密码子的,编码克氏螯虾proPO基因氨基酸的密码子使用策略与其它物种有明显的区别。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 主要缩写词
  • 文献综述
  • 1 引言
  • 2 材料与方法
  • 2.1 实验材料
  • 2.1.1 试验动物
  • 2.1.2 菌株与克隆载体
  • 2.1.3 主要试剂和酶
  • 2.1.4 培养基
  • 2.1.5 主要仪器设备
  • 2.2 实验方法
  • 2.2.1 试剂配制
  • 2.2.2 克氏螯虾血细胞RNA的提取
  • 2.2.3 引物设计和合成
  • 2.2.4 反转录cDNA第一链
  • 2.2.5 proPO部分片段的扩增
  • 2.2.6 3'RACE
  • 2.2.7 5'RACE
  • 2.2.8 PCR产物的胶回收
  • 2.2.9 连接
  • 2.2.10 感受态细胞的制备
  • 2.2.11 电转化
  • 2.2.12 质粒DNA的小量提取和鉴定
  • 2.2.13 酶切鉴定
  • 2.2.14 序列测定与分析
  • 2.2.15 密码子使用频率参数分析
  • 2.2.16 节肢动物proPO序列分析
  • 3 结果与分析
  • 3.1 proPO基因cDNA全长的克隆
  • 3.1.1 proPO基因部分片段的克隆
  • 3.1.2 3'端序列快速扩增(3'RACE)
  • 3.1.3 5'端序列快速扩增(5'RACE)
  • 3.1.4 序列拼接
  • 3.2 proPO基因cDNA序列分析
  • 3.2.1 克氏螯虾proPO基因结构分析
  • 3.2.2 克氏螯虾proPO基因的重复序列
  • 3.2.3 3'非编码区序列比对分析
  • 3.3 克氏螯虾proPO基因编码氨基酸序列分析
  • 3.3.1 克氏螯虾proPO基因编码氨基酸组成
  • 3.3.2 氨基酸同源性分析
  • 3.3.3 氨基酸分子进化树
  • 3.4 克氏螯虾proPO基因密码子非随机应用
  • 3.4.1 克氏螯虾proPO基因的密码子使用频率
  • 3.4.2 密码子使用频率的相关性分析
  • 4 讨论
  • 4.1 RACE方法的应用
  • 4.2 proPO基因的不同转录本的获得
  • 4.3 克氏螯虾proPO基因结构分析
  • 4.4 克氏螯虾proPO基因编码氨基酸序列分析
  • 4.5 克氏螯虾proPO基因的密码子使用分析
  • 5 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 个人简介
  • 相关论文文献

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