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三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus),俗称梭子蟹,隶属于甲壳纲(Crustacea)、十足目(Decapoda)、梭子蟹科(Portunidae)、梭子蟹属(Portunus),是中国沿海的重要经济蟹类,主要分布于中国、马来西亚群岛、日本和朝鲜等海域。其可以存活于盐度为13.7-47.7的水环境中,属典型广盐性蟹类。在三疣梭子蟹的育苗过程中,盐度微小的变化都可能导致变态的推迟、活力变差,乃至病害的发生。在三疣梭子蟹养成过程中盐度也起到了重要作用,对其存活、摄饵和生长均具有重要影响。然而,在三疣梭子蟹养殖过程中,降雨会改变水体的盐度,因此养殖过程中产生盐度胁迫是不可避免的。目前关于盐度在三疣梭子蟹中的研究主要集中在酶活、免疫、蜕皮和能量收支等方面,而渗透压调节分子机理的研究则相对较少。因此,从分子水平研究三疣梭子蟹的渗透压调节机制显得尤为重要。 采用RACE技术克隆获得总长为1712 bp的三疣梭子蟹水通道蛋白基因全长cDNA序列,命名为PtAQP基因。该基因5’和3’非编码区分别为153 bp和788 bp,开放阅读框为771 bp,推测编码256个氨基酸,预测分子量为27.0 kD,理论等电点为8.26。生物信息学分析表明,PtAQP基因含有6个跨膜区和2个NPA单元,具有与MIP家族匹配的保守氨基酸序列,属于稳定蛋白;同源性和系统进化分析表明,三疣梭子蟹PtAQP氨基酸序列与可口美青蟹(Callinectes sapidus) AQP1的同源性最高(87%),与可口美青蟹紧密聚为一支;荧光定量RT-PCR分析表明,PtAQP基因在各组织中均有表达,而在胃中的相对表达量最高。通过分析PtAQP基因在盐度胁迫中的表达规律发现,盐度胁迫可显著改变PtAQP基因在鳃和肝胰腺中的表达模式,整体呈先下降后上升最后下降到初始水平的表达趋势。该研究结果表明PtAQP基因在三疣梭子蟹渗透压调节中发挥重要作用。 本研究克隆了三疣梭子蟹胞内氯离子通道蛋白基因,命名为PtCLIC。该基因cDNA全长2000bp,5’和3’非编码区(UTR)长分别为76 bp和1162 bp,开放阅读框长762 bp,推测编码253个氨基酸,预测分子量为29.2 kD,理论等电点为5.93。生物信息学分析表明,PtCLIC基因中未发现跨膜结构域,属于不稳定蛋白;同源性分析表明,PtCLIC基因编码的氨基酸序列与蚤状溞(Daphnia pulex) CLIC基因的同源性高达83%;系统进化分析表明,三疣梭子蟹与拟穴青蟹首先聚为一支;实时荧光定量RT-PCR分析表明,PtCLIC基因在选取的所有组织中均有表达,在肝胰腺中的相对表达量最高,且显著高于其他组织(P<0.05)。低盐度胁迫显著改变了PtCLIC基因在三疣梭子蟹鳃和肝胰腺中的表达模式,整体呈先上调后下调的趋势,并发现该基因在低盐耐受和低盐敏感家系中的表达规律差异显著。研究结果表明PtCLIC基因在三疣梭子蟹渗透压调节中发挥重要作用,可辅助三疣梭子蟹耐低盐品系的选育。 本研究采用RACE技术克隆三疣梭子蟹钙网蛋白基因,命名为PtCRT。该基因cDNA全长1676 bp,开放阅读框1218 bp,共编码405个氨基酸,预测分子量为46.74 kD,理论等电点为4.33,属稳定蛋白。生物信息学分析表明,PtCRT有一个17个氨基酸组成的信号肽序列,两个保守的CRT家族标签,一个CRT家族重复标签和一个内质网滞留信号四肽序列HDEL;同源性分析表明PtCRT基因与中国对虾的CRT氨基酸序列同源性最高;实时定量RT-PCR分析表明PtCRT基因主要在鳃、肝胰腺和眼柄中表达;通过分析PtCRT基因在盐度胁迫进程中的表达规律发现,盐度胁迫显著改变PtCRT基因在鳃中的表达模式,呈现上调表达趋势;通过直接测序筛选PtCRT基因上与耐盐性相关的SNP位点。研究结果证明PtCRT基因在三疣梭子蟹渗透压调节中发挥重要作用,为三疣梭子蟹耐盐新品系的选育提供了理论指导。