【摘 要】
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近年来,随着罗氏沼虾养殖产业的发展,养殖规模越来越大,产量越来越高,但养殖问题也随之而来,“铁壳虾”的出现成为困扰养殖户的难题。关于罗氏沼虾生长缓慢的原因,目前还没有明确的定论,许多学者从病害、生长基因、激素、营养等方面探究对罗氏沼虾生长的影响。在能量代谢方面,关于甲壳动物的生长与线粒体中参与ATP合成的酶的关系还尚未报道,线粒体中参与ATP合成的酶包括NADH脱氢酶(ND)、细胞色素C氧化酶(C
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近年来,随着罗氏沼虾养殖产业的发展,养殖规模越来越大,产量越来越高,但养殖问题也随之而来,“铁壳虾”的出现成为困扰养殖户的难题。关于罗氏沼虾生长缓慢的原因,目前还没有明确的定论,许多学者从病害、生长基因、激素、营养等方面探究对罗氏沼虾生长的影响。在能量代谢方面,关于甲壳动物的生长与线粒体中参与ATP合成的酶的关系还尚未报道,线粒体中参与ATP合成的酶包括NADH脱氢酶(ND)、细胞色素C氧化酶(COX)、细胞色素还原酶(CCR)、ATP合酶。本实验利用siRNA对罗氏沼虾线粒体编码的COX亚基的表达进行干扰,使基因表达量下调,来探究对参与能量生成的酶的活性和基因表达量的影响。另外对罗氏沼虾COX基因持续抑制不同的时间,分析罗氏沼虾生长的差异。实验设计了三种siRNA,分别为siRNA-COX1、siRNA-COX2-111、siRNA-COX2-308。分别将不同的siRNA注射到虾(1.50±0.25g)中。结果发现siRNA-COX2-111的作用效果最好,并且0.8μg/g、1.5μg/g、2.0μg/g、3.0μg/g 4个剂量的干扰效果不同,2.0μg/g的siRNA-COX2-111作用效果为最佳,七天内COX2的基因表达量在肝胰腺和肌肉中均能被显著抑制,COX2的表达量在肝胰腺和肌肉中最低时仅为对照组的37%和50%。本实验利用siRNA对罗氏沼虾COX2基因进行干扰,使COX2基因表达量在肝胰腺和肌肉中下调,证明了在甲壳动物中siRNA对线粒体编码的基因也能起到相同的负调控作用。此外还发现高剂量的siRNA的作用效果不一定比低剂量的作用效果显著,但在一定注射的剂量范围内,siRNA的注射剂量越高作用时间越长,抑制效果越明显。将2.0μg/g剂量的siRNA-COX2-111注射到虾(1.50±0.25g)中作为实验组,对照组注射与实验组同体积的NgsiRNA和DEPC水,实验进行七天。对肝胰腺和肌肉中的ND1、ND2和ATP6基因的表达量进行荧光定量检测,对COX、ND、ATP合酶、CCR的活性进行测定并对组织的ATP含量进行检测。实验结果显示ND1、ND2和ATP6基因表达量在肝胰腺和肌肉中下降,同时COX、ND、ATP合酶、CCR四种酶的活性下降,ATP的含量在肝胰腺和肌肉中降低。说明沉默COX基因会影响到呼吸链上其它参与能量生成的酶的基因表达量和活性。COX2表达量下降使COX活性受到抑制,可能会对线粒体的功能造成一定的损伤,影响了氧化磷酸化的作用。设计四个实验组和四个阴性对照组,实验组和阴性对照组分别注射不同次数的siRNA和DEPC水,空白对照组不作任何处理。养殖28天后,结果虾的体重净增长值随COX2表达量抑制时间的增加而减少,并且COX2表达量被抑制的时间越长,肝胰腺和肌肉中ND、CCR、COX、ATP合酶的活性越低,ND1、ND2、ATP6、COX1的基因表达量也越低。ATP的含量随酶活性的降低而降低,表明参与ATP合成的酶活性会影响ATP的产生,并且这四种酶的活性降低对罗氏沼虾的生长有抑制作用。在肝胰腺和肌肉中基因表达量和酶活性高的组,虾生长的快;表达量和酶活性低的组,虾生长的慢,说明与能量生成有关的酶的基因表达量和活性受到抑制时,会影响虾的生长。本次研究利用RNAi技术,首次用siRNA对罗氏沼虾线粒体编码的COX2基因的表达进行干扰,并探究了在COX2基因表达量下调以后,呼吸链上参与能量生成的酶的基因表达量和酶活性的变化。利用siRNA持续对罗氏沼虾的COX2基因表达量进行抑制,发现COX2基因表达量被抑制的时间越长,罗氏沼虾生长越慢,并且呼吸链中参与能量生成的酶的基因表达量和酶活性抑制的时间也越长,ATP的含量在肝胰腺和肌肉中也越少。说明参与能量代谢的酶的基因表达量和酶活对罗氏沼虾生长有一定的影响。为后续研究罗氏沼虾生长缓慢这一问题提供参考。
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