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三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)是我国东南沿海常见的蟹类,是我国重要的水产经济动物。其肉质口感鲜美、营养丰富,深受广大群众喜爱。自我国在2000年左右开展人工养殖以来,其规模和产量不断提高。然而由于养殖环境的日益恶化,养殖模式的落后,种质的退化,三疣梭子蟹的病害问题越来越严重,制约了三疣梭子蟹养殖业的健康发展。因此,展开三疣梭子蟹的病害防控方面的研究对三疣梭子蟹养殖业的可持续健康发展具有重要的现实意义。作为无脊椎动物,三疣梭子蟹在面对病原体入侵时更多的是依赖其先天性免疫系统而不是后天性免疫应答去识别和清除病原微生物。所以,展开三疣梭子蟹的先天性免疫系统的研究对于三疣梭子蟹的疾病防控工作以及良种选育工作都具有指导意义。 本研究通过EST分析以及RACE技术克隆得到了三疣梭子蟹C型凝集素基因PtCTL1和PtCTL4的全长序列。PtCTL1基因全长702bp,包括91bp的5’不翻译区(Untranslated region,UTR)和110bp的3’不翻译区以及501bp的开放阅读框(Open reading frame,ORF)。开放阅读框编码了一条总长166个氨基酸残基的多肽链,其推测的蛋白分子量为18.7kDa。PtCTL1的多肽链包含一个CRD结构域(Carbohydrate-recognition domain)以及四个保守的半胱氨酸。PtCTL4基因全长654bp,包括80bp的5’不翻译区和94bp的3’不翻译区以及480bp的开放阅读框。其开放阅读框编码了一条长度为159个氨基酸残基的多肽链,推测的蛋白分子量为15.8kDa。PtCTL4的多肽链包含一个CRD结构域和六个保守的半胱氨酸。 本研究对PtCTL1和PtCTL4的编码区进行了原核表达,得到了重组蛋白PtCTL1和PtCTL4。对重组蛋白进行活性分析发现,PtCTL1和PtCTL4重组蛋白在Ca2+存在的情况下都可以使革兰氏阳性细菌海水芽孢杆菌(Bacillus aquimaris),溶壁微球菌(Micrococcus lysodeik),金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和革兰氏阴性细菌嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila),溶藻弧菌(Vibrio Alginolyticus),产吲哚金黄杆菌(Chryseobacterium indologenes)凝集成团。在本实验中,当PtCTL1蛋白浓度大于或等于9.6μg/mL时,可以观察到重组蛋白对兔血细胞的凝集作用;当PtCTL4蛋白浓度大于或等于7.1μg/mL时,也可以观察到重组蛋白对兔血细胞的凝集作用。另外,还通过ELISA的方法,证明了重组蛋白PtCTL1和PtCTL4均能与脂多糖(Lipopolysaccharides,LPS)发生结合。 本研究通过Western blot技术和实时荧光定量PCR技术,探究了PtCTL1和PtCTL4蛋白在三疣梭子蟹各个器官的分布状况。结果显示,两种C型凝集素的表达量均在肝胰腺组织中最高,显著高于其它被检测的组织,血细胞其次。探究了溶藻弧菌侵染后,PtCTL1和PtCTL4基因在三疣梭子蟹血细胞和肝胰腺组织中的表达量变化。结果表明,在三疣梭子蟹遭到溶藻弧菌侵染后3h,三疣梭子蟹体内PtCTL1和PtCTL4基因在RNA水平上和蛋白水平上均显著上调,而后下降,逐渐恢复到正常水平。 综上所述,本研究可以得到以下结论:PtCTL1和PtCTL4具有C型凝集素典型的结构特征,属于C型凝集素家族;在Ca2+存在的条件下,PtCTL1和PtCTL4蛋白具有凝菌,凝血,与LPS结合的活性。PtCTL1和PtCTL4参与了三疣梭子蟹的先天性免疫反应,是先天性免疫系统的重要一部分,在溶藻弧菌侵染后,其参与了三疣梭子蟹体内对病原体的识别和清除。