馬氏珠母貝殼基質(zhì)蛋白基因的克隆和表達(dá)模式研究.pdf

1、馬氏珠母貝是最重要的海水珍珠貝,然而至今還不能從分子水平徹底闡明珍珠的形成。珍珠的形成屬于生物礦化過程(biomineralization),是由一系列基質(zhì)蛋白指導(dǎo)CaCO3結(jié)晶的過程,但關(guān)于它們在分子水平上的作用機(jī)理,多個(gè)基質(zhì)蛋白相互之間的關(guān)系,與其他物種相關(guān)蛋白之間的進(jìn)化關(guān)系,表達(dá)水平的調(diào)控,目前的研究成果都無法給與充分的解釋。本實(shí)驗(yàn)主要完成2方面的工作:(1)考察多種環(huán)境因子對馬氏珠母貝一種重要基質(zhì)蛋白基因表達(dá)模式的影響;(2)發(fā)

2、現(xiàn)一種新的殼基質(zhì)蛋白,并進(jìn)一步預(yù)測和分析其結(jié)構(gòu)和功能。我們擬通過開展這樣的工作,為研究貝殼和珍珠的形成機(jī)理做出初步的研究。
　　利用5’RACE技術(shù),克隆出一種馬氏珠母貝殼基質(zhì)蛋白基因的cDNA全長,通過預(yù)測該蛋白質(zhì)序列,發(fā)現(xiàn)其N端含有一段19個(gè)氨基酸組成的信號(hào)肽,含有典型的Gly-rich區(qū)和C端RKKKY保守序列,同源性分析表明,這是一個(gè)新發(fā)現(xiàn)的Shematrin家族成員,和Shematrin-2同屬一個(gè)亞家族,故命名為She

3、matrin-2β。進(jìn)一步的比對發(fā)現(xiàn),Shematrin-2β和MSI7有著局部高度匹配的區(qū)域,推測二者在進(jìn)化上有著特殊的關(guān)系。氨基酸組分分析表明,Shematrin-2β可能會(huì)賦予殼和珍珠特殊的機(jī)械屬性,參與生物礦化過程中支架蛋白的構(gòu)建,同時(shí)還能夠介導(dǎo)其他蛋白質(zhì)參與礦化過程。RT-PCR顯示,Shematrin-2β基因在外套膜邊緣和緣膜處均有表達(dá),暗示該基質(zhì)蛋白可能在珍珠層和棱柱層的構(gòu)建中均有作用。這一研究成果,填補(bǔ)了Shematr

4、in家族的空缺,對進(jìn)一步研究該家族與生物礦化的關(guān)系有著一定的意義。
　　采用中心復(fù)合設(shè)計(jì)等方法,考察溫度和鹽度,Ca2+和Mg2+對馬氏珠母貝紅殼色選育系Nacrein基因表達(dá)量的聯(lián)合影響。結(jié)果顯示:(1)溫度和鹽度的一次效應(yīng)對Nacrein基因表達(dá)有顯著影響(P<0.05),二次效應(yīng)有極顯著影響(P<0.01),但二者間互作效應(yīng)不顯著(P>0.05)。通過對模型的優(yōu)化,得到的最優(yōu)表達(dá)溫鹽組合為26.1℃,30.6ppt,此時(shí)相對

5、表達(dá)量最大為0.509,模型滿意度為100％。
　　通過設(shè)計(jì)一組Ca2+濃度梯度和Mg2+濃度梯度,考察Ca2+和Mg2+對馬氏珠母貝紅殼色選育系Nacrein基因表達(dá)量的聯(lián)合影響。結(jié)果顯示,基因表達(dá)量隨著Ca2+濃度的增加而顯著升高,Ca2+濃度的一次效應(yīng)和二次效應(yīng)極顯著(P<0.01)。在上述處理的基礎(chǔ)上,每組加入等量的Mg2+,結(jié)果發(fā)現(xiàn),Mg2+處理前后基因表達(dá)量也存在著顯著差異,Mg2+濃度的一次效應(yīng)極顯著。但二者的互作效