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卵形鯧鲹MyoG基因克隆及其胚胎組織表達分析

2020-03-24 01:10:48張永德馮鵬霏余艷玲潘傳燕宋漫玲肖蕊羅洪林
南方農(nóng)業(yè)學(xué)報 2020年12期

張永德 馮鵬霏 余艷玲 潘傳燕 宋漫玲 肖蕊 羅洪林

摘要:【目的】明確卵形鯧鲹胚胎發(fā)育中肌細胞生成素基因(MyoG)的表達規(guī)律,為闡明MyoG在卵形鯧鲹胚胎生長發(fā)育中的作用機制打下基礎(chǔ)?!痉椒ā坎捎肦T-PCR擴增卵形鯧鲹MyoG基因全長序列,通過ProtParam、GOR IV、SWISS-MODEL、TMHMM、SignalP、PSORT及NetNGlyc 1.0等在線軟件對其進行生物信息學(xué)分析;運用實時熒光定量PCR檢測MyoG基因在卵形鯧鲹不同胚胎發(fā)育時期(受精卵、卵裂期、囊胚期、原腸胚期、胚胎形成期、眼囊期、耳囊期、心臟跳動期、晶體出現(xiàn)期和孵化期)的表達情況?!窘Y(jié)果】從卵形鯧鲹胚胎組織中克隆獲得的MyoG基因全長為1379 bp,編碼233個氨基酸殘基,其蛋白分子量為26059.19 Da,理論等電點(pI)為8.72;不穩(wěn)定指數(shù)為75.23,即MyoG蛋白穩(wěn)定性較差;總平均疏水指數(shù)(GRAVY)為-0.764,屬于親水性蛋白。卵形鯧鲹MyoG蛋白無跨膜結(jié)構(gòu),無信號肽序列,在第49位氨基酸處存在1個潛在的糖基化位點;卵形鯧鲹MyoG蛋白主要存在于細胞質(zhì)和微體中,不屬于分泌蛋白,其二級結(jié)構(gòu)中以無規(guī)則卷曲占比最高(59.23%),其次為α-螺旋(21.46%)和延伸鏈(19.31%)。MyoG基因相對表達量在卵形鯧鲹胚胎發(fā)育過程中呈明顯的先升高后降低變化趨勢。其中,在胚胎發(fā)育的前期(受精卵至胚體形成期)MyoG基因相對表達量極低,但從眼囊期開始其相對表達量迅速升高,至心臟跳動期達最高值;眼囊期、耳囊期和心臟跳動期3個時期的MyoG基因相對表達量均極顯著高于胚胎發(fā)育前5個時期(P<0.01,下同);從晶體出現(xiàn)期開始,MyoG基因相對表達量極顯著降低?!窘Y(jié)論】MyoG基因除了在卵形鯧鲹眼囊期、耳囊期和心臟跳動期的分化形成過程中發(fā)揮重要作用外,在卵形鯧鲹胚胎器官分化形成后仍發(fā)揮著重要作用。

關(guān)鍵詞: 卵形鯧鲹;MyoG基因;胚胎發(fā)育;生物信息學(xué);表達分析

中圖分類號: S965.331 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標志碼: A 文章編號:2095-1191(2020)12-3090-09

Abstract:【Objective】To investigate the expression pattern of myogenin gene(MyoG) during embryonic development of Trachinotus ovatus, and lay the foundation for elucidating the mechanism of MyoG in the embryonic development of T. ovatus. 【Method】RT-PCR was used to amplify the full-length sequence of the MyoG gene of T. ovatus, and the bioinformatics analysis was carried out with online software such as ProtParam, GOR IV, SWISS-MODEL, TMHMM, SignalP, PSORT and NetNGlyc 1.0 . Real-time fluorescence quantitative PCR was used to detect the expression of MyoG mRNA in different embryonic development stages(zygote, cleavage stage, blastula stage, gastrula stage, embryo formed stage, optic vesicle stage, otocyst vesicle stage, heart pulsation stage, formation of eye lens and hatching stage) in T. ovatus. 【Result】The MyoG gene cloned from embryonic tissues of T. ovatus was 1379 bp in length, encoding 233 amino acid residues, its protein molecular weight was 26059.19 Da, theoretical isoelectric point(pI) was 8.72. The instability index was 75.23. Which indicated that MyoG protein was not stable. The total average hydrophobic index(GRAVY) was -0.764, indicating that it belonged to hydrophilic protein. MyoG protein had no transmembrane structure, no signal peptide sequence, and a potential glycosylation site at amino acid 49. The MyoG protein mainly existed in the cytoplasm and the microbody(peroxisome), not belonging to asecretory protein. In the secondary structure, random coil accounted for the highest proportion(59.23%), followed by α-helix(21.46%) and extended strand(19.31%). The relative expression trend of MyoG gene was firstly increased and then decreased during the embryonic development of T. ovatus. Among them, the relative expression level of MyoG gene was extremely low in the early stage of embryonic development(from the zygote to the embryo formed stage), but the relative expression level of MyoG increased rapidly from the optic vesicle stage, and reached the highest value in the heart pulsation stage. The relative expression of MyoG gene in the three phases of optic vesicle stage, otocyst vesicle stage and heart pulsation stage were extremely significantly higher than that in the first five phases of embryonic development(P<0.01, the same below). From the phase of formation of eye lens, the relative expression of MyoG gene was extremely significantly reduced. 【Conclusion】The MyoG gene not only plays an important role in the differentiation and formation of the optic vesicle stage, otocyst vesicle stage and heart pulsation stage of the T. ovatus, but also plays an important role after the embryonic organ differentiation of T. ovatus.

Key words: Trachinotus ovatus; MyoG gene;embryonic development; boinformatics analysis; gene expression

Foundation item: Guangxi Innovation Driven Development Project(Guike AA17204080-3,Guike AA18242031-2); Independent Project of Guangxi Key Laboratory of Aquatic Genetic Breeding and Healthy Aquaculture(17-A-01-02,19-A-01-05)

0 引言

【研究意義】卵形鯧鲹(Trachinotus ovatus)又稱黃臘鯧、金鯧魚,為廣鹽暖水性中上層魚類,主要生活在大洋洲、美洲及東南亞熱帶亞熱帶海域等區(qū)域,在我國東南沿海包括福建、廣東和廣西等地也有一定資源量(張永德等,2020),因其生長速度快、肉質(zhì)細嫩、無刺、味道鮮美,且營養(yǎng)價值高,在我國南部沿海地區(qū)的人工養(yǎng)殖規(guī)模得到迅速發(fā)展。動物的產(chǎn)肉能力及其肉品質(zhì)均由具有螺旋—環(huán)—螺旋(Basic helix-loop-helix,bHLH)結(jié)構(gòu)的生肌調(diào)節(jié)因子家族(Myogenic regulator factors,MRFs)調(diào)控(Rajesh et al.,2019)。MRFs由4種肌肉特異性蛋白組成,包括生肌決定因子(MyoD)、肌源性調(diào)節(jié)因子4(Myf4)、肌源性調(diào)節(jié)因子5(Myf5)和肌細胞生成素(MyoG)(Zammit,2017),在細胞決定及分化過程中發(fā)揮重要作用。盡管這些調(diào)節(jié)因子的長度及氨基酸序列存在一定差異,但均包含3個同源結(jié)構(gòu)域,分別是bHLH結(jié)構(gòu)域、位于N-末端的半胱氨酸/組氨酸結(jié)構(gòu)域及位于C-末端附近且富含絲氨酸/蘇氨酸的結(jié)構(gòu)域(Asfour et al.,2018)。在機體的生長發(fā)育過程中,MyoD、Myf4和Myf5被視為成肌決定因素,指導(dǎo)干細胞建立骨骼肌譜系;MyoG則與MyoD和Myf4共同激活肌分化程序,其表達貫穿于動物體所有成肌細胞開始分化至細胞融合的生理過程,在肌肉發(fā)育中發(fā)揮特定作用(Comai and Tajbakhsh,2014)。已有大量研究證實,MyoG基因與豬、牛等哺乳動物的生長速度、產(chǎn)肉率及肉品質(zhì)等重要經(jīng)濟性狀密切相關(guān)(Bocian et al.,2002;Xue and Xu,2007;Bhuiyan et al.,2009),因此其功能研究已成為當前動物遺傳育種及發(fā)育生物學(xué)等領(lǐng)域的熱點?!厩叭搜芯窟M展】1898年MyoG基因首次被發(fā)現(xiàn),隨后發(fā)現(xiàn)其與人類的疾病密切相關(guān)(Tseng et al.,1999;Knapp et al.,2006)。目前,國內(nèi)外有關(guān)MyoG基因在肌肉形成機理等方面已有較多研究報道。Hasty等(1993)研究表明,MyoG基因敲除小鼠雖然能在胎兒發(fā)育過程中存活,但由于成肌細胞不能分化成肌纖維,因此出生后立即死亡。賈徑等(2010)研究發(fā)現(xiàn),MyoG基因與鴨心肌組織發(fā)育密切相關(guān),對心肌的生長發(fā)育起調(diào)控作用。劉錚鑄等(2012)、李碩(2013)對山羊和牛的MyoG基因啟動子序列進行比對分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)MyoG基因在肌細胞終末分化過程中不可缺少,同時對肌細胞的融合過程起調(diào)控作用。張濤等(2015)研究證實,MyoG基因在家禽中的表達集中在胸肌和腿肌,在心臟和卵巢組織中僅有少量表達;MyoG基因在母雞中的表達較平穩(wěn),而在公雞中的表達變化較大,其中4周齡表達量最高。李莉鑫等(2019)研究表明,MyoG基因在小鼠心肌中的表達量隨年齡的增長而呈下調(diào)趨勢。MyoG基因研究在畜禽及小鼠等物種上已有較多報道,在魚類生長發(fā)育等方面的研究則相對較少。Hinits等(2009)研究發(fā)現(xiàn),MyoG是斑馬魚早期發(fā)育快速纖維分化的重要貢獻者;宮佳琦等(2012)研究表明,MyoG基因在草魚的脂肪、紅肌、白肌、腦組織、肝胰臟、腎臟、鰓組織、腸道及心臟等組織中均有表達,且以在白肌中的表達量最高,其次是腦組織、肝胰臟和鰓組織?!颈狙芯壳腥朦c】近年來,科研人員針對卵形鯧鲹開展了一系列研究,包括生長發(fā)育(黃小林等,2018;Liu et al.,2019)、病害及免疫(熊向英等,2018;Sun et al.,2019)、飼料營養(yǎng)(胡海濱等,2019;You et al.,2019)及分子生物學(xué)(Wu et al.,2019;Sun et al.,2020)等方面,但有關(guān)MyoG基因在卵形鯧鲹胚胎發(fā)育過程中的表達模式及作用機理至今尚未明確?!緮M解決的關(guān)鍵問題】研究MyoG基因在卵形鯧鲹不同胚胎發(fā)育時期中的表達情況,明確胚胎發(fā)育中MyoG基因的表達規(guī)律,以期為闡明MyoG在卵形鯧鲹胚胎生長發(fā)育的作用機制打下基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1. 1 試驗材料

性成熟的健康卵形鯧鲹選自深圳市南澳鎮(zhèn)大鵬灣海域人工養(yǎng)殖群體,體重6.2~7.8 kg/尾,經(jīng)人工催產(chǎn)后,自然交配繁殖。待其自然產(chǎn)卵受精后,置于1000 L的孵化桶中孵化。顯微鏡下觀察確定胚胎所處的發(fā)育階段,并收集從受精卵到仔魚孵化共10個時期(受精卵、卵裂期、囊胚期、原腸胚期、胚體形成期、眼囊期、耳囊期、心臟跳動期、晶體出現(xiàn)期和孵化期)的樣品,每個樣品重復(fù)取樣3次,液氮速凍保存?zhèn)溆?。RNAsimple總RNA提取試劑盒購自天根生化科技(北京)有限公司;HiScript? III RT SuperMix反轉(zhuǎn)錄試劑盒、ChamQ Universal SYBR qPCR Mix熒光定量試劑盒及AceTaq? Master Mix均購自南京諾唯贊生物科技股份有限公司;ABI 7500Fast qPCR儀購自美國Thermo Fisher公司;梯度PCR儀購自德國Biometra公司。

1. 2 總RNA提取及cDNA合成

從液氮盒取出凍存的組織樣品,取適量樣品用研磨棒充分磨碎,按RNAsimple總RNA提取試劑盒說明提取卵形鯧鲹不同發(fā)育階段的胚胎組織總RNA。通過2.0%瓊脂糖凝膠電泳檢測RNA完整度,采用NanoDrop One微量分光光度計檢測RNA濃度。對完整性較好的RNA,根據(jù)Hiscript III反轉(zhuǎn)錄試劑盒說明進行反轉(zhuǎn)錄,以合成cDNA第一鏈。

1. 3 MyoG基因克隆

根據(jù)轉(zhuǎn)錄組測序獲得的卵形鯧鲹MyoG基因序列,采用Primer 5.0設(shè)計特異性擴增引物,引物序列見表1,預(yù)期擴增片段大小為1456 bp。以合成的cDNA為模板對卵形鯧鲹MyoG基因進行PCR擴增,擴增程序:95 ℃預(yù)變性3 min;95 ℃ 30 s,59 ℃ 30 s,72 ℃ 90 s,進行30個循環(huán);72 ℃延伸5 min。PCR擴增產(chǎn)物采用2.0%瓊脂糖凝膠電泳進行檢測,對目的條帶進行切膠回收,并送至英濰捷基(上海)貿(mào)易有限公司測序。

1. 4 卵形鯧鲹MyoG基因生物信息學(xué)分析

經(jīng)測序及序列核對后,利用NCBI ORFfinder(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/orffinder)進行開放閱讀框(ORF)及編碼氨基酸預(yù)測分析,以ProtParam(https://web.expasy.org/protparam/)預(yù)測蛋白基本理化性質(zhì);采用GOR IV(https://npsa-prabi.ibcp.fr/cgi-bin/npsa_automat.pl?page=npsa_gor4.html)進行蛋白二級結(jié)構(gòu)預(yù)測,運用SWISS-MODEL(https://swissmodel.expasy.org/interactive)進行三級結(jié)構(gòu)預(yù)測,并以SAVES 5.0(http://services.mbi.ucla.edu/SAVES/)對預(yù)測的模型進行評估;跨膜結(jié)構(gòu)采用TMHMM(http://www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM/)進行預(yù)測;信號肽序列則以SignalP(http://www.cbs.dtu.dk/services/SignalP/)進行預(yù)測;蛋白亞細胞定位采用PSORT(http://psort1.hgc.jp//form.html)進行預(yù)測,糖基化位點采用NetNGlyc 1.0(http://www.cbs.dtu.dk/services/NetNGlyc/#opennewwindow)進行預(yù)測。

1. 5 MyoG基因序列同源性分析

采用MEGA X10.0.2將卵形鯧鲹MyoG基因序列與已知其他魚類、兩棲動物、爬行動物、鳥類、哺乳動物及人類的30個代表性序列(表2)進行比對分析,計算遺傳距離,并構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育進化樹;采用Jones-Taylor-Thornton(JTT)模型對空位進行完全刪除,并以Bootstrap為1000次檢測各分支的置信度。

1. 6 卵形鯧鲹胚胎組織MyoG基因定量檢測

以卵形鯧鲹10個發(fā)育期胚胎組織的cDNA為模板,對各胚胎發(fā)育期的MyoG基因表達情況進行實時熒光定量PCR檢測。卵形鯧鲹MyoG基因的實時熒光定量PCR擴增引物(表1)采用Primer 5.0進行設(shè)計,以18S RNA為內(nèi)參基因。反應(yīng)體系16.00 μL:ChamQ SYBR qPCR Master Mix 8.00 μL,上、下游引物(10 μmol/L)各0.32 μL,cDNA模板1.60 μL,DEPC水補足至16.00 μL。卵形鯧鲹MyoG基因相對表達量采用2-??Ct法進行換算,運用SPSS 21.0進行單因素方差分析(One-way ANOVA),并以Duncan?s新復(fù)極差法進行組間差異性比較。

2 結(jié)果與分析

2. 1 卵形鯧鲹MyoG基因克隆與序測結(jié)果

卵形鯧鲹MyoG基因全長1379 bp,包含60 bp的5'端非編碼區(qū)(5'-UTR)、702 bp的ORF及617 bp的3'端非編碼區(qū)(3'-UTR),共編碼233個氨基酸殘基(圖1);其A、C、G、T含量分別為24.87%(343個)、26.76%(369個)、24.51%(338個)和23.86%(329個),且G+C含量(51.27%)高于A+T含量(48.73%),說明該基因序列DNA雙鏈較穩(wěn)定。卵形鯧鲹MyoG基因推導(dǎo)氨基酸序列包含1個肌源性基本結(jié)構(gòu)域(第1~98位氨基酸)和1個HLH結(jié)構(gòu)域(第99~150位氨基酸)。

2. 2 卵形鯧鲹MyoG蛋白理化性質(zhì)分析結(jié)果

ProtParam預(yù)測結(jié)果顯示,卵形鯧鲹MyoG蛋白分子量為26059.19 Da,理論等電點(pI)為8.72;帶負電氨基酸總數(shù)(Asp+Glu)為23個,帶正電氨基酸總數(shù)(Arg+Lys)為28個;不穩(wěn)定指數(shù)為75.23,表明卵形鯧鲹MyoG蛋白穩(wěn)定性較差;脂溶指數(shù)為56.91,總平均疏水指數(shù)(GRAVY)為-0.764,說明該蛋白為親水性蛋白,且親水性區(qū)段主要集中在第8~44位、第59~81位、第88~116位、第119~136位、第156~190位、第191~215位及第217~226位氨基酸(圖2)。

2. 3 卵形鯧鲹MyoG蛋白跨膜結(jié)構(gòu)及其信號肽預(yù)測結(jié)果

通過TMHMM對卵形鯧鲹MyoG蛋白氨基酸序列進行跨膜結(jié)構(gòu)預(yù)測,結(jié)果如圖3所示,MyoG蛋白不存在跨膜螺旋,即無跨膜結(jié)構(gòu)。SignalP預(yù)測結(jié)果(圖4)顯示,在卵形鯧鲹MyoG蛋白氨基酸序列中未檢測到信號肽,表明該蛋白屬于非分泌型蛋白。

2. 4 卵形鯧鲹MyoG蛋白亞細胞定位及糖基化位點預(yù)測結(jié)果

利用PSORT對卵形鯧鲹MyoG蛋白進行亞細胞定位預(yù)測,結(jié)果顯示,細胞質(zhì)為0.450,微體(過氧化物酶體)為0.300,線粒體基質(zhì)空間為0.100,溶酶體(管腔)為0.100,即卵形鯧鲹MyoG蛋白主要存在于細胞質(zhì)和微體(過氧化物酶體)中,少量分布在線粒體基質(zhì)和溶酶體內(nèi)。糖基化位點預(yù)測結(jié)果顯示,卵形鯧鲹MyoG蛋白在第49位氨基酸處存在1個潛在的糖基化位點(圖5)。

2. 5 卵形鯧鲹MyoG蛋白空間結(jié)構(gòu)預(yù)測結(jié)果

利用GOR IV對卵形鯧鲹MyoG蛋白二級結(jié)構(gòu)進行預(yù)測,結(jié)果發(fā)現(xiàn)主要由α-螺旋、延伸鏈及無規(guī)則卷曲構(gòu)成,其中α-螺旋占21.46%、延伸鏈占19.31%、無規(guī)則卷曲占59.23%。運用SWISS-MODEL進行三級結(jié)構(gòu)預(yù)測,結(jié)果顯示,卵形鯧鲹MyoG蛋白三級結(jié)構(gòu)主要由2個α-螺旋及中間連接的環(huán)狀無規(guī)則卷曲構(gòu)成(圖6)。利用SAVES 5.0對建立的三級結(jié)構(gòu)模型進行評估,結(jié)果顯示PROCHECK生理化學(xué)參數(shù)檢測有5個通過、3個警告、0個錯誤。Errat蛋白三級結(jié)構(gòu)評分為100,說明卵形鯧鲹MyoG蛋白三級結(jié)構(gòu)預(yù)測結(jié)果良好。

2. 6 卵形鯧鲹MyoG氨基酸序列同源性分析結(jié)果

以卵形鯧鲹MyoG氨基酸序列與GenBank已公布的其他30個物種MyoG氨基酸序列進行比對分析,并構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育進化樹,結(jié)果(圖7)顯示,31個物種聚為兩大分支,其中魚類聚為一支,兩棲動物、爬行動物、鳥類、哺乳動物和人類則聚為另一支。在所分析的魚類中,卵形鯧鲹、布氏鯧鲹、黃尾鰤和高體鰤同屬于鲹形系(Carangaria),遺傳距離較近,其中又以卵形鯧鲹與布氏鯧鲹的MyoG氨基酸序列相似性最高,即親緣關(guān)系更近。與真鱸形系(Eupercaria)、遠洋魚系(Pelagiaria)魚類相比,鲹形系與卵附系(Ovalentaria)具有更近的親緣關(guān)系,其遺傳距離更小。此外,爬行動物與鳥類的MyoG氨基酸序列遺傳距離較近,而哺乳動物與人類的MyoG氨基酸序列遺傳距離更近。

2. 7 MyoG基因在卵形鯧鲹不同胚胎發(fā)育時期的表達情況

采用實時熒光定量PCR檢測MyoG基因在卵形鯧鲹不同胚胎發(fā)育時期的表達情況,結(jié)果發(fā)現(xiàn)MyoG基因相對表達量在卵形鯧鲹胚胎發(fā)育過程中呈明顯的先升高后降低變化趨勢(圖8)。在胚胎發(fā)育前期(受精卵至胚體形成期),MyoG基因的相對表達量極低,但從眼囊期開始其相對表達量迅速升高,至心臟跳動期達最高值;眼囊期、耳囊期和心臟跳動期3個時期的MyoG基因相對表達量均極顯著高于胚胎發(fā)育前5個時期(P<0.01,下同);從晶體出現(xiàn)期開始,MyoG基因相對表達量極顯著降低,晶體出現(xiàn)期和孵化期MyoG基因仍有表達,但與受精期相比差異不顯著(P>0.05)。

3 討論

卵形鯧鲹肌肉高蛋白、低脂肪、消化率高、味道鮮美,食用價值和營養(yǎng)價值均較高,具有巨大的開發(fā)前景。卵形鯧鲹的肌肉率約占68%(農(nóng)新聞等,2008),其中骨骼肌所占比例最高。MyoG基因作為肌生成過程中的關(guān)鍵基因,在胚胎的發(fā)生過程中指導(dǎo)肌肉分化,因此,開展MyoG基因研究對揭示卵形鯧鲹生長及肉質(zhì)形成的分子機理具有重要意義,可為改善卵形鯧鲹的生長速度和肉質(zhì)提供參考依據(jù)。肌肉是由單核成肌細胞融合形成的多核合胞體,對魚類的生長發(fā)育至關(guān)重要,肌細胞的分化與增殖、肌纖維的形成及出生后肌肉的成熟和功能完善等均受MRFs調(diào)控(劉寧等,2015)。在肌肉的發(fā)育過程中,Myf5和MyoD將細胞提交至成肌程序。當細胞進入終末分化時,Myf4和MyoG共表達(Bentzinger et al.,2012),促使動物肌肉細胞形成及分化過程向正向調(diào)控發(fā)展。脊椎動物肌肉組織中的肌纖維在胚胎期已形成,出生后其數(shù)目不再改變。Yun和Wold(1996)研究表明,MyoG基因的表達量及表達時間決定了機體肌纖維數(shù)量,在敲除MyoG基因的小鼠中發(fā)現(xiàn)有肌細胞存在但無法檢測到肌纖維,致使骨骼肌發(fā)育嚴重缺陷而導(dǎo)致小鼠死亡。此外,MyoG是胚胎骨骼肌發(fā)育及機體出生后達正常體型所必需的調(diào)節(jié)因子(Meadows et al.,2011)。在水產(chǎn)方面, MyoG對魚類肌肉發(fā)育的影響與哺乳動物相似,且MyoG基因的表達受光照條件影響(Churova et al.,2020)。在斑馬魚、黃條鰤和條紋鱸的胚胎中發(fā)現(xiàn)MyoG基因特異性表達(Tan et al.,2002;Du et al.,2003),而在蘭州鲇肌肉組織中MyoG基因呈顯著高表達(俞兆曦,2016)。本研究結(jié)果表明,卵形鯧鲹MyoG基因ORF長度為702 bp,共編碼233個氨基酸殘基,其蛋白分子量為26059.19 Da,理論等電點(pI)為8.72,屬于堿性蛋白,但穩(wěn)定性較差;卵形鯧鲹MyoG蛋白主要存在于細胞質(zhì)和微體中,無跨膜結(jié)構(gòu),也不存在信號肽序列,即卵形鯧鲹MyoG蛋白屬于非分泌型的胞內(nèi)蛋白。卵形鯧鲹MyoG氨基酸序列同源性分析結(jié)果表明,在鲹形系的4種魚類中,卵形鯧鲹與布氏鯧鲹的MyoG氨基酸序列遺傳距離最近,與黃尾鰤和高體鰤的遺傳距離相對較遠,與這些物種的系統(tǒng)分類學(xué)一致。

肌肉形成是一個復(fù)雜的生理過程,在胚胎期由中胚層細胞誘導(dǎo)分化成肌細胞,隨后增殖、融合成肌管,肌管再融合成肌纖維。因此,胚胎期中胚層細胞的分化對肌肉形成極其重要。MyoG作為骨骼肌發(fā)育的正調(diào)控因子,在MRFs家族中占據(jù)中心地位,可通過調(diào)控自身的表達或與MRFs家族其他成員協(xié)同作用,而調(diào)節(jié)成肌細胞進入多核肌肉細胞,在肌細胞分化過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用(Mastroyiannopoulos et al.,2012)。為了解MyoG基因在卵形鯧鲹胚胎發(fā)育過程中的表達變化規(guī)律,本研究采用實時熒光定量PCR檢測卵形鯧鲹各胚胎發(fā)育時期的組織樣品,結(jié)果發(fā)現(xiàn),在受精卵到胚體形成期MyoG基因的相對表達量極低,但至胚體期(眼囊期、耳囊期和心臟跳動期)MyoG基因相對表達量明顯升高,與受精卵期相比,眼囊期、耳囊期和心臟跳動期3個時期的MyoG基因相對表達量極顯著升高,推測MyoG在眼囊、耳囊及心臟等器官肌肉的發(fā)育及形成過程中發(fā)揮重要作用。隨后,MyoG基因在晶體出現(xiàn)期其相對表達量開始下降,直到孵化期均維持在較低水平,但仍高于受精卵到胚胎形成期,可能是MyoG在維持器官肌肉的形態(tài)及后續(xù)發(fā)育中仍發(fā)揮著重要作用。綜上所述,MyoG基因在卵形鯧鲹重要器官的形成過程中發(fā)揮調(diào)控作用,但具體作用機制有待進一步探究。

4 結(jié)論

MyoG基因除了在卵形鯧鲹眼囊期、耳囊期和心臟跳動期的分化形成過程中發(fā)揮重要作用外,在卵形鯧鲹胚胎器官分化形成后仍發(fā)揮著重要作用。

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(責(zé)任編輯 蘭宗寶)

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