【摘 要】
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克氏原螯虾养殖业是我国沿海地区重要的支柱产业。近年来,以克氏原螯虾为代表的海洋无脊椎动物养殖业迅速发展,但是由病原微生物引起的各种疾病给这些养殖业带来了巨大损失。如何提高养殖品种的抗病性能,是当前水产养殖业的重要课题。甲壳类动物主要依靠先天性免疫(Innate immunity)来抵御病原微生物的入侵,因此,需要深入研究克氏原螯虾的先天免疫应答机制,为克氏原螯虾相关产业的病害防控提供理论参考与技术
【基金项目】
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国家自然科学基金(32060834); 内蒙古自治区自然科学基金(2020JQ03);
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克氏原螯虾养殖业是我国沿海地区重要的支柱产业。近年来,以克氏原螯虾为代表的海洋无脊椎动物养殖业迅速发展,但是由病原微生物引起的各种疾病给这些养殖业带来了巨大损失。如何提高养殖品种的抗病性能,是当前水产养殖业的重要课题。甲壳类动物主要依靠先天性免疫(Innate immunity)来抵御病原微生物的入侵,因此,需要深入研究克氏原螯虾的先天免疫应答机制,为克氏原螯虾相关产业的病害防控提供理论参考与技术支持。本研究基于克氏原螯虾转录组测序获得过氧化物还原酶4基因(Pc-Prx 4)的c DNA全长序列,通过生物信息学分析,发现过氧化物还原酶4在不同物种间相对保守并有信号肽序列;通过q RT-PCR技术,发现Pc-Prx 4在克氏原螯虾心脏中相对表达量最高;通过哈维氏弧菌刺激后,发现Pc-Prx 4在不同组织中显著上调表达;同时,肝胰腺、鳃组织中的H2O2水平也发生明显上调。通过基因克隆、蛋白纯化等相关技术手段,研究发现Pc-PRX 4体外重组蛋白能够保护DNA分子免受ROS的损伤,具有一定的生物酶活性。通过RNA干扰技术敲低Pc-Prx 4之后,未注射哈维氏弧菌时发现会使克氏原螯虾体内H2O2水平异常升高;注射哈维氏弧菌克氏原螯虾体内H2O2含量较未注射哈维氏弧菌克氏原螯虾体内的H2O2含量升至更高,同时,克氏原螯虾的存活率增加;而且,黑化途径、活性氧途径、细胞凋亡途径、Toll途径相关的基因发生上调表达。此外,敲低Pc-Prx 4之后,注射哈维氏弧菌之后再注射抗氧化剂NAC,克氏原螯虾体内H2O2水平明显下调,而且克氏原螯虾的存活率降低;同时,黑化途径、细胞凋亡途径、Toll途径相关的基因发生下调表达。以上实验结果表明,Pc-PRX 4是克氏原螯虾抗氧化系统中重要的调节酶,它可以通过调节H2O2的水平来影响克氏原螯虾的抗细菌先天免疫反应。本研究明确了Pc-PRX 4在克氏原螯虾先天免疫反应中所发挥的重要作用,并且发现了H2O2可以调节Toll、黑化、细胞凋亡等途径,这为无脊椎动物抗细菌先天免疫系统的基础理论做出了重要补充,也为克氏原螯虾细菌性疾病的防控提供了理论依据。
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