雜色鮑在不同外界因子脅迫下HIF信號通路相關基因的研究.pdf

1、近些年，全球氣候的變暖已經對自然和社會環(huán)境產生了深遠的影響。在海洋生態(tài)系統(tǒng)中，水溫的升高可能會導致一系列的負面影響，如微生物的大量繁殖和溶解氧的降低。這些環(huán)境因素的改變最終將導致水生生物暴露于缺氧的環(huán)境中。一般情況下，外界環(huán)境的改變往往會誘發(fā)機體內一系列的生理生化的變化來適應這一改變。而這一適應的過程，在很大程度上都依賴于編碼這些理化反應相關蛋白基因的表達水平的改變。缺氧誘導因子1（Hypoxia inducible factor1，H

2、IF-1）包括α和β兩個亞基，是缺氧環(huán)境下的一個主要的轉錄因子，可以通過對不同基因表達水平的調節(jié)來適應缺氧的環(huán)境。本研究首次對雜色鮑（Haliotis diversicolor）的HIF-1α、HIF-1β和硒結合蛋白1（Selenium-binding protein1， SBP1）基因進行了報道，并分別將雜色鮑的HIF-1α、HIF-1β和SBP1基因命名為HdHIF-1α、HdHIF-1β和HdSBP1。同時，采用生物信息學的方法

3、分析了雜色鮑的HdHIF-1α、HdHIF-1β和HdSBP1基因的特征。另外，我們還利用實時定量PCR和RNA干擾等技術分析了HIF信號通路相關基因在雜色鮑缺氧、高溫、缺氧&高溫聯(lián)合應激以及副溶血弧菌（Vibrio parahaemolyticus）感染后不同時間點的表達情況。主要的研究結果如下：
　?。?）獲得了雜色鮑HdHIF-1α、HdHIF-1β和HdSBP1的全長cDNA序列，長度分別為2833 bp、1919 bp和

4、2269 bp并分別編碼了711個氨基酸、590個氨基酸和497個氨基酸。與其它物種的 HIF-1相似，雜色鮑 HdHIF-1也具有一個堿性螺旋-環(huán)-螺旋（basic-helix-loop-helix，bHLH）和兩個 PAS（PERARNT-SIM）結構域。其中 HdHIF-1α還有一個氧依賴的降解結構域（oxygen-dependent degradation domain，ODDD)和一個轉錄激活結構域（C-terminal ac

5、tivation domain, C-TAD)。同時，我們還使用生物信息學方法對HIF-1α、HIF-1β和SBP1基因進行了基因同線性分析。
　?。?）在鰓組織中，HdHIF-1α基因在雜色鮑經不同外界因子脅迫下各時相的qRT-PCR結果顯示：缺氧處理之后，HdHIF-1α的表達量在處理4 h、24 h和96 h后實驗組顯著性高于對照組（P<0.05）；高溫應激之后，實驗組HdHIF-1α基因的表達量在第三時相（31℃4 h）顯

6、著性高于對照組（P<0.05）。缺氧&高溫聯(lián)合應激之后，HdHIF-1α的表達量在0 h、4 h和24 h實驗組顯著性高于對照組（P<0.05）；副溶血弧菌注射感染之后，3 h和12 h實驗組顯著性高于對照組（ P<0.05）。在血細胞中， HdHIF-1α基因在雜色鮑缺氧應激后， HdHIF-1α的表達量在處理24 h和96 h后的實驗組顯著高于對照組（P<0.05）；高溫應激后， HdHIF-1α的表達量在第2和3時相實驗組顯著高于

7、對照組（P<0.05）；缺氧&高溫聯(lián)合應激后，HdHIF-1α的表達量在24 h和96 h實驗組顯著高于對照組（P<0.05）；副溶血弧菌注射感染之后，HdHIF-1α基因的表達量在每個時相的實驗組都顯著高于對照組（P<0.05）。
　　（3）HdHIF-1β基因在雜色鮑鰓組織和血細胞中，每個應激之后各時相的qRT-PCR結果顯示：HdHIF-1β的表達量在處理組，實驗組和對照組表達量無顯著差異。
　?。?）HdSBP1基因

8、在雜色鮑經不同外界因子脅迫下各時相的 qRT-PCR結果顯示：缺氧處理之后，實驗組HdSBP1在鰓組織和血細胞的表達量分別在處理24 h和192 h后顯著高于對照組（P<0.05）；高溫應激之后，在鰓組織中，實驗組HdSBP1的表達量在第1時相（28℃）與第3時相（31℃4 h）顯著高于對照組（P<0.05），而在血細胞中只有在第3時相實驗組與對照組存在顯著性差異；缺氧&高溫聯(lián)合應激之后，在鰓組織中 HdSBP1的表達量在192 h實驗

9、組顯著高于對照組（P<0.05），在血細胞中HdSBP1的表達量在0 h、4 h和24 h時實驗組顯著高于對照組（P<0.05）；副溶血弧菌注射感染之后，在鰓組織中HdSBP1的表達量在6 h和24 h實驗組顯著性高于對照組（P<0.05），而血細胞中HdSBP1基因的表達量在每個時相的實驗組都顯著高于對照組（P<0.05）。
　?。?）在不同刺激處理下的雜色鮑鰓組織和血細胞中，一氧化氮合酶（Nitric oxide syntha

10、se，HdNOS）與腫瘤壞死因子（Tumor necrosis factorα, HdTNF-α）基因在各時相的表達都有不同程度上的顯著變化（P<0.05）。
　?。?）RNA干擾抑制HdHIF-1α后，培養(yǎng)的血細胞中HdHIF-1α基因的表達水平顯著下調（P<0.05）。同時，也檢測了 HdHIF-1α受抑制后，HdHIF-1α若干靶基因的表達情況，如：HdTNFα、細胞凋亡蛋白酶（Caspase3，HdCasp3）、乳糖脫氫酶