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白斑狗魚StAR基因克隆及其表達分析

2021-03-05 11:56:03張俊杰李菁趙瑞陽古麗帕日·艾克拜
南方農業學報 2021年11期

張俊杰 李菁 趙瑞陽 古麗帕日·艾克拜

白斑狗魚StAR基因克隆及其表達分析

張俊杰,李 菁,趙瑞陽,古麗帕日·艾克拜

(新疆農業大學生命科學學院,烏魯木齊 830052)

摘要:【目的】克隆白斑狗魚(Esox lucius)類固醇激素合成急性調節蛋白(StAR)基因(ElStAR)并分析其組織表達差異,為開展StAR基因生物學功能研究及揭示白斑狗魚性腺發育機制提供基礎資料。【方法】根據GenBank已公布的白斑狗魚基因組測序結果(NC_047581.1)設計特異性引物,采用RT-PCR克隆ElStAR基因cDNA序列,通過ClustalX、ExPASy、TargetP 1.1、TMHMM 2.0和SignalP 5.0等在線軟件進行生物信息學分析,并采用實時熒光定量PCR進行ElStAR基因組織表達定量分析。【結果】ElStAR基因cDNA序列長度1485 bp,其開放閱讀框(ORF)為864 bp,共編碼287個氨基酸殘基;ElStAR氨基酸序列與北極紅點鮭StAR氨基酸序列的相似性最高(93.33%),與海鱒、條紋鱸魚、金頭鯛、大菱鲆、斑馬魚、半滑舌鰨的相似性均高于75.00%,而與小家鼠的相似性最低(59.15%);基于StAR氨基酸序列相似性構建的系統發育進化樹也顯示白斑狗魚與北極紅點鮭和海鱒等鮭科魚類處于同一分支。ElStAR蛋白相對分子量為32.23 kD,理論等電點(pI)為8.98,為不穩定的親水性蛋白;具有START結構域,無信號肽及跨膜結構,符合線粒體靶向肽的基本特征。ElStAR蛋白二級結構由α-螺旋(占40.77%)、無規則卷曲(占35.89%)、延伸鏈(占18.12%)和β-折疊(占5.23%)組成,其三級結構是由α-螺旋配合多個β-折疊卷曲盤旋而成。ElStAR基因在白斑狗魚精巢、卵巢、頭腎、肝臟、肌肉及腦組織中均有不同程度的表達,且在精巢中的相對表達量極顯著高于在卵巢中的相對表達量(P<0.01),呈明顯的性別二態性表達模式。【結論】ElStAR基因編碼蛋白結構和功能十分保守,具有典型的START結構域,對膽固醇的運輸和調節起重要作用。ElStAR基因在白斑狗魚精巢及卵巢中的表達存在極顯著差異,可能在維持白斑狗魚精巢的發育形成中發揮重要作用。

關鍵詞:白斑狗魚;StAR基因;START結構域;膽固醇;性腺組織

中圖分類號: S965.199? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼: A 文章編號:2095-1191(2021)11-3093-09

Cloning and expression analysis of StAR gene in Esox lucius

ZHANG Jun-jie, LI Jing, ZHAO Rui-yang, Gulpari·Akbar

(College of Life Sciences, Xinjiang Agricultural University, Urumqi? 830052, China)

Abstract:【Objective】The aim of this study was to clone the steroidal hormone synthesis acute regulatory protein (StAR) gene(ElStAR) and analyze its expression in tissues, so as to provide basic data for studying the biological function of StAR gene and revealing gonadogenesis mechanism of Esox lucius. 【Method】Specific primers were designed based on the genomic sequence of E. lucius in GenBank(NC_047581.1), and the cDNA sequence of ElStAR gene was cloned by RT-PCR. Bioinformatics analysis was carried out by online softwares such as ClustalX,ExPASy,TargetP 1.1,TMHMM 2.0 and SignalP 5.0, and the tissue expression of ElStAR gene was analyzed by real-time fluorescence quantitative PCR. 【Result】The cDNA sequence of ElStAR gene was 1485 bp in length and its open reading frame(ORF) was 864 bp, and encoded 287 amino acids. Amino acid sequence of StAR had the highest similarity with Salvelinus alpinus (93.33%), higher than 75.00% with Salmo trutta, Morone saxatilis, Sparus aurata, Scophthalmus maximus, Danio rerio and Cynoglossus semilaevis, and the lowest similarity with Mus musculus (59.15%). The phylogenetic tree based on StAR amino acid sequence similarity also showed that pike was in the same branch as Salmonidae fish such as Salvelinus alpinus and Salmo trutta. ElStAR protein had a relative molecular weight of 32.23 kD and a theoretical isoelectric point (PI) of 8.98. It was an unstable hydrophilic protein. It had START domain, no signal peptide and transmembrane structure, which was consistent with the basic characteristics of mitochondrial targeting peptide. The secondary structure of ElStAR protein was composed of α- helix (40.77%), random coil (35.89%), extended chain (18.12%) and β- fold (5.23%), and its tertiary structure was composed of α- helix fit multiple β- fold with curling and circling. ElStAR gene was expressed in testis, ovary, head kidney, liver, muscle and brain of E. lucius. The relative expression in testis was extremely significantly higher than that in ovary (P<0.01), and showed the expression pattern of gender dimorphism. 【Conclusion】ElStAR gene encodes a protein with very conservative structure and function, with a typical START domain, and plays an important role in the transportation and regulation of cholesterol. There are extremely significant differences in the expression of ElStAR gene in testis and ovary of E. lucius, the gene may play an important supporting role in maintaining the development and formation of testis of pike.

Key words: Esox lucius; StAR gene; START domain; cholesterol; gonadal tissue

Foundation item:National Natural Science Foundation of China(31660739); Scientific Research Project of the Higher Education Institution of Xinjiang (XJEDU2016I021); College Student Innovation Project of Xinjiang Agricultural University (201910758040)

0 引言

【研究意義】白斑狗魚(Esox lucius)隸屬于鮭形目(Salmoniformes)狗魚科(Esocidae),廣泛分布在世界各大水域(Cejko et al.,2018),在我國主要分布于新疆額爾齊斯河流域(郭焱,2012)。白斑狗魚攝食范圍廣,主要以自然水域的中小型魚類為食,且適宜生存水溫范圍較廣,營養價值高,但其雌雄個體的生長速率存在明顯差異(Bry,1996)。因此,研究白斑狗魚的性別相關基因對實現其單性養殖具有重要意義。【前人研究進展】類固醇激素合成急性調節蛋白(Steroidogenic acute regulatory protein,StAR)是類固醇激素急性調節蛋白相關的脂質轉移域家族(START)成員之一,在脊椎動物中對類固醇激素的調節至關重要。StAR蛋白結構主要由α-螺旋和β-折疊組成(Soccio and Breslow,2003),可與疏水膽固醇結合,廣泛參與生物體的脂質代謝與轉運、生物信號接收傳遞及調控轉錄。StAR是一種位于線粒體上的轉運蛋白,在類固醇合成時能將膽固醇從線粒體外膜轉運至內膜,使膽固醇在酶的作用下發生裂解等系列變化,完成類固醇激素合成過程中至關重要的限速步驟(Stocco and Clark,1996;Tsuchiya et al.,2003)。在脊椎動物中,StAR基因在神經組織、生殖腺及腎上腺組織均有表達(Patchev et al.,2007;Tkachenko et al.,2011;Zempo et al.,2012)。在魚類中,針對StAR基因的研究主要集中在基因克隆及其組織表達分析等方面,在鱈魚(Gadus morhua)(Goetz et al.,2004)、虹鱒(Oncorhynchus mykiss)(Nakamura et al.,2005)、細須石首魚(Micropogonias undulatus)(Nunez and Evans,2007)、青鳉(Oryzias latipes)(Nakamoto et al.,2012)及半滑舌鰨(Cynoglossus semilaevis)(朱穎等,2014)等硬骨魚類中已有StAR基因的相關研究報道,發現StAR基因主要是在性腺和腎臟中表達,且在精巢和卵巢中的表達存在顯著差異。蔡靜(2018)研究發現,在尼羅羅非魚中存在StAR1和StAR2基因,StAR1基因突變會推遲精子發育,StAR2基因突變缺失則導致卵巢體細胞出現雄性化特征,但不會出現性逆轉。Shang等(2019)研究證實,斑馬魚(Danio rerio)StAR基因發生突變會導致卵母細胞的性成熟受到阻滯。劉倩等(2020)研究表明,中華鱉(Pelodiscus sinensis)StAR基因在性腺組織中的表達存在明顯差異,表現為精巢的相對表達量顯著高于卵巢。【本研究切入點】近年來,有關白斑狗魚的研究主要集中在生物學功能及激素誘導性別發育等方面(Neumann et al.,2011;張俊杰等,2018),其性腺發育早期呈現精巢與卵巢共存現象(李飛等,2018;張俊杰等,2018),但白斑狗魚的性別分化機制至今尚未明確,關于StAR基因在其性腺發育過程中的研究也鮮見報道。【擬解決的關鍵問題】通過RT-PCR克隆白斑狗魚ElStAR基因(ElStAR),運用在線軟件進行生物信息學分析,并采用實時熒光定量PCR檢測StAR基因在白斑狗魚不同組織中的表達情況,以期為開展StAR基因生物學功能研究及揭示白斑狗魚性腺發育機制提供基礎資料。

1 材料與方法

1. 1 試驗材料

試驗用魚為新疆農業大學生命科學學院水產實驗室人工繁殖的白斑狗魚仔魚,繁殖親魚為烏魯木齊北園春市場的烏倫古湖野生白斑狗魚。白斑狗魚仔魚飼養于新疆農業大學生命科學學院水產實驗室,分別在180日齡(體重300±30 g,體長25±3 cm)和320日齡(體重600±30 g,體長52±3 cm)取雌魚和雄魚各3尾,剖解后取其性腺、肝臟、頭腎、腸道、腎臟、肌肉及鰓等組織裝入無菌凍存管中,迅速置于液氮中, -80 ℃保存備用。反轉錄試劑盒PrimeScriptTM RT reagent Kit with gDNA Eraser(Perfect Real Time)及TaKaRa TaqTM PCR試劑盒購自寶生物工程(大連)有限公司,TRIzol試劑購自Invitrogen公司,實時熒光定量PCR檢測試劑盒購自天根生化科技(北京)有限公司。

1. 2 試驗方法

1. 2. 1 引物設計與合成 根據GenBank已公布的白斑狗魚基因組測序結果(NC_047581.1),采用Primer 5.0設計特異性引物StAR-F和StAR-R(表1),用于ElStAR基因擴增。特異性引物委托生工生物工程(上海)股份有限公司合成。

1. 2. 2 總RNA提取及cDNA合成 白斑狗魚組織經液氮研缽充分研磨后,采用TRIzol法提取總RNA,全程操作在冰上進行,以DEPC處理的ddH2O溶解得到白色沉淀(總RNA),-80 ℃保存備用。采用紫外分光光度計檢測總RNA的OD,并以1.0%瓊脂糖凝膠電泳檢測其完整性。然后按PrimeScriptTM RT reagent Kit with gDNA Eraser反轉錄試劑盒說明,以500 ng總RNA為模板反轉錄合成cDNA,-20 ℃保存備用。

1. 2. 3 ElStAR基因克隆 PCR擴增以精巢cDNA為模板(3.0 μL),加入dNTP Mixture(2.5 mmol/L)4.0 μL、10×PCR Buffer 5.0 μL、StAR-F/StAR-R各2.0 μL,TaqTM DNA聚合酶(5 U/μL)0.5 μL,ddH2O補足至50.0 μL。擴增程序:94 ℃預變性5 min;94 ℃ 30 s,58 ℃ 30 s,72 ℃ 1 min,進行35個循環;72 ℃延伸10 min,4 ℃終止擴增程序。以1.5%瓊脂糖凝膠電泳檢測PCR擴增產物,并送至生工生物工程(上海)股份有限公司測序。

1. 2. 4 ElStAR基因生物信息學分析 采用DNAMAN 6.0對測序獲得的cDNA序列進行拼接,使用NCBI的ORF Finder(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gorf/orfig.cgi)分析ElStAR基因序列的開放閱讀框(ORF),推導出對應的氨基酸序列后進行BLAST比對分析,利用ClustalX進行StAR氨基酸序列多重對比分析,并以MEGA 5.1中的鄰接法(Neighbor-joining,NJ)構建系統發育進化樹;使用ExPASy中的PROSITE(http://prosite.expasy.org/)搜索ElStAR蛋白功能結構域(趙婧微等,2020),利用ProtParam(https://web.expasy. org/protparam/)分析其理化性質;采用TargetP 1.1(http://www.cbs.dtu.dk/services/TargetP-1.1/index.php)、TMHMM 2.0(http://www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM-2.0/)、SignalP 5.0(www.cbs.dtu.dk/services/SignalP/)、PSORT II Prediction(https://psort.hgc.jp/form2.html)、NetPhos 3.1 Server(http://www.cbs.dtu.dk/services/NetPhos/)分別預測ElStAR蛋白的亞細胞定位、跨膜結構域、信號肽及其潛在磷酸化位點等,并利用SOMPA和SWISS-MODEL在線預測ElStAR蛋白的二、三級結構。

1. 2. 5 ElStAR基因在白斑狗魚不同組織中的表達分析 采用SYBR Green I熒光染料在Bio-Rad CFX96定量PCR儀器上進行ElStAR基因組織表達定量分析。以反轉錄合成的cDNA為模板、β-actin基因為內參基因,采用實時熒光定量PCR檢測ElStAR基因在不同組織中的表達情況,每個樣品設3個重復。實時熒光定量PCR反應體系20.0 μL:2×SuperReal PreMix Plus 10.0 μL,正、反向引物各0.6 μL,cDNA模板1.0 μL,RNase Free dH2O 7.8 μL。擴增程序:95 ℃預變性5 min;95 ℃ 30 s,59 ℃ 30 s,進行39個循環;95 ℃延伸30 s。根據ElStAR基因和β-actin基因在各組織中擴增得到的Ct值,通過2-ΔCt法換算白斑狗魚各組織中ElStAR基因的相對表達量。采用SPSS 21.0進行單因素方差分析(One-way ANOVA)及LSD多重比較。

2 結果與分析

2. 1 ElStAR基因擴增結果

PCR擴增產物經1.5%瓊脂糖凝膠電泳檢測,發現在1500 bp附近有單一清晰的目的條帶,且片段大小與預期結果相符。采用DNAMAN 6.0對測序片段進行拼接,獲得ElStAR基因cDNA序列長度1485 bp。經ORF Finder查詢發現,ElStAR基因ORF為864 bp,共編碼287個氨基酸殘基(圖1)。

2. 2 同源比對分析結果

通過BLAST對ElStAR蛋白進行氨基酸序列同源比對分析,結果發現該蛋白與NCBI已公布其他物種的StAR氨基酸序列具有較高的相似性,其中與北極紅點鮭(Salvelinus alpinus,XP_023857022.1)的相似性最高,達93.33%;與海鱒(Salmo trutta,XP_029- 572335.1)、條紋鱸魚(Morone saxatilis,XP_035514- 562.1)、金頭鯛(Sparus aurata,XP_030271932.1)、大菱鲆(Scophthalmus maximus,XP_035495069.1)、斑馬魚(Danio rerio,NP_571738.1)、半滑舌鰨(Cynoglossus semilaevis,AIB06798.1)的相似性分別為90.03%、85.02%、82.58%、81.53%、79.09%和76.66%;而與棕硬尾鴨(Oxyura jamaicensis,XP_0352010- 15.1)、家雞(Gallus gallus,NP_990017.1)、束帶蛇(Thamnophis elegans,XP_032086010.1)、人類(Homo sapiens,AAB88174.1)、大熊貓(Ailuropoda melanoleuca,XP_002917276.1)、綿羊(Ovis aries,NP_001- 009243.1)及小家鼠(Mus musculus,AAB94783.1)的相似性相對較低,分別為69.90%、68.17%、63.67%、64.31%、63.32%、60.90%和59.15%。說明StAR蛋白在魚類中進化十分保守,白斑狗魚與隸屬于鮭科的北極紅點鮭和海鱒等魚類在StAR氨基酸序列上具有較高的相似性。

2. 3 系統發育進化分析結果

基于StAR氨基酸序列相似性,通過MEGA 5.1的NJ法構建上述15個物種的系統發育進化樹,分析處于不同分類地位(哺乳類、鳥類、爬行類及魚類)的StAR氨基酸序列,結果(圖3)發現,鳥類先與爬行類聚在一起,再與哺乳類聚為一支,最后與魚類聚在一起。在魚類分支中,北極紅點鮭與海鱒先聚為一小分支,再與白斑狗魚聚在一起,表明白斑狗魚與鮭科的北極紅點鮭和海鱒的親緣關系最近,而與哺乳類的親緣關系最遠,符合傳統的自然物種進化理論。

2. 4 ElStAR蛋白理化性質預測分析結果

通過ProtParam和ProtScale等在線軟件預測ElStAR蛋白理化性質,結果顯示,ElStAR蛋白分子式為C1401H2266N406O418S23,相對分子量為32.23 kD,理論等電點(pI)為8.98,屬于堿性蛋白。ElStAR蛋白中含量最多的氨基酸為纈氨酸(8.01%)和亮氨酸(8.01%),而酪氨酸含量最少(1.40%)(圖4),其中帶正電荷的氨基酸殘基總數36個,帶負電荷的氨基酸殘基總數31個。ElStAR蛋白不穩定指數為43.97,推測該蛋白為不穩定蛋白,在哺乳動物網狀細胞及體外的半衰期為30 h。該蛋白的脂肪系數為78.75,總平均親水性(GRAVY)為-0.39,屬于親水性蛋白(圖5)。

2. 5 ElStAR蛋白磷酸化位點、信號肽及亞細胞定位預測結果

運用NetPhos 3.1預測ElStAR蛋白潛在磷酸化位點,結果發現存在26個磷酸化位點(圖6),包括16個絲氨酸磷酸化位點(分別位于第45、54、55、58、59、85、109、185、194、206、207、229、243、260、278和280位氨基酸處)、7個蘇氨酸磷酸化位點(分別位于第21、97、173、195、203、239和262位氨基酸處)及3個絡氨酸磷酸化位點(分別位于第67、74和133位氨基酸處)。SignalP 5.0預測結果顯示,ElStAR蛋白不存在信號肽;TMHMM2.0預測結果顯示,ElStAR蛋白也無跨膜結構域。ElStAR蛋白亞細胞定位預測結果表明,ElStAR氨基酸序列中含有線粒體靶向肽mTP(74.4%)及分泌途徑信號肽SP(6.8%),符合線粒體靶向肽的基本特征。PSORT II Prediction預測分析也發現,ElStAR蛋白亞細胞分布于線粒體的概率為47.8%,分布于細胞核的概率為26.1%,分布于細胞質的概率為17.4%,進一步證實ElStAR蛋白是線粒體中的轉運蛋白。

2. 6 ElStAR蛋白二、三級結構預測結果

通過SOMPA在線預測ElStAR蛋白二級結構,結果(圖7)表明,ElStAR蛋白二級結構中占比最高的是α-螺旋(占40.77%),其次是無規則卷曲(占35.89%)和延伸鏈(占18.12%),β-折疊的占比僅為5.23%。采用ExPASy的PROSITE預測ElStAR蛋白功能結構域,發現在第91~279位氨基酸處存在1個保守結構域(圖8),即START結構域。SWISS-MODEL預測結果(圖9)顯示,ElStAR蛋白三級結構是由α-螺旋配合多個β-折疊卷曲盤旋而成。

2. 7 ElStAR基因在白斑狗魚不同組織中的表達情況

由圖10和圖11可看出,ElStAR基因在白斑狗魚的精巢、卵巢、頭腎、肝臟、肌肉及腦組織中均有不同程度的表達,而在腸道、腎臟和鰓組織中幾乎不表達。ElStAR基因在白斑狗魚性腺中表達存在明顯的二態性。在180日齡,ElStAR基因在精巢中的相對表達量最高,極顯著高于在卵巢中的相對表達量(P<0.01,下同);雄性個體頭腎的ElStAR基因相對表達量也極顯著高于雌性個體,其余組織間的相對表達量不存在性別差異;同性別不同組織間對比發現,ElStAR基因在精巢中的相對表達量是頭腎中的2.61倍,是肌肉中的20.89倍。在320日齡,ElStAR基因在精巢中的相對表達量也極顯著高于在卵巢中的相對表達量,在雄性個體頭腎的相對表達量也極顯著高于雌性個體;同性別不同組織間對比發現,ElStAR基因在精巢中的相對表達量是頭腎中的10.77倍。此外,對比不同時期同一組織間的ElStAR基因表達情況可知,320日齡白斑狗魚精巢的相對表達量約是180日齡的6.01倍,說明隨著精巢的生長發育ElStAR基因表達呈增長趨勢。

3 討論

StAR蛋白最初是在小鼠MA-10 Leydig細胞株中克隆獲得(Clark et al.,1994),其結構十分保守,N端均由疏水氨基酸構成,C端則有1個START保守結構域(Ponting and Aravind,1999)。類固醇激素在合成前以膽固醇的形式存在于生物體內,START結構域對膽固醇具有很高的親和性,因此StAR蛋白對膽固醇具有很高的親和力,能降低巨噬細胞的脂質含量和炎癥狀態,對膽固醇的協同轉運發揮重要作用。有關人類StAR蛋白晶體結構的研究發現,START結構域有明顯的α-螺旋和β-折疊,在蛋白內部形成疏水管道,可與膽固醇分子結合(Tsujishita and Hurley,2000)。本研究發現ElStAR蛋白具有相似的C端、N端及START保守結構域,說明StAR蛋白的結構和功能十分保守,在不同生物體中廣泛參與膽固醇的傳導運輸過程(郭華和劉洪濤,2001)。本研究的StAR氨基酸序列同源比對分析結果表明,ElStAR氨基酸序列與北極紅點鮭StAR氨基酸序列的相似性最高(93.33%),與海鱒的相似性也非常高(90.03%),而與小家鼠的相似性相對較低(59.15%),說明StAR蛋白在不同魚類中甚至不同脊椎動物中十分保守(郭華和劉洪濤,2001);基于StAR氨基酸序列相似性構建的系統發育進化樹也顯示,白斑狗魚與北極紅點鮭和海鱒等鮭科魚類處于同一分支,遺傳距離較近,并與金頭鯛、大菱鲆、條紋鱸魚、半滑舌鰨及斑馬魚等魚類聚為一支,而與鳥類、爬行類和哺乳類處于不同的分支,遺傳距離較遠,符合傳統的自然物種進化理論。

StAR蛋白在加工形成過程中存在3種不同的形式,其對應的相對分子量分別為37.0、32.0和30.0 kD。其中,相對分子量為37.0 kD的StAR蛋白首先在信號肽引導下定位于線粒體內膜,然后被蛋白酶切除信號肽形成相對分子量為32.0 kD的StAR蛋白,再通過線粒體內的酶類去除靶向序列,形成具有穩定活性、相對分子量為30.0 kD的StAR蛋白(Stocco and Clark,1996)。本研究通過預測ElStAR蛋白的理化性質、信號肽及亞細胞定位,結果發現ElStAR蛋白主要由20種氨基酸組成,其理論分子量為32.23 kD,存在線粒體靶向信號肽,亞細胞定位主要分布于線粒體內。ElStAR蛋白二、三級結構預測結果顯示其存在β-折疊及與氨基酸C端連接的α-螺旋,與Mathieu等(2002)研究發現StAR蛋白結構中包含1個由β-折疊環和C端α-螺旋組成疏水管道的結論一致,且該疏水管道正是StAR蛋白與線粒體外膜相聯系的位置(Yaworsky et al.,2005)。ElStAR蛋白的GRAVY為-0.39,屬于親水性蛋白,作為轉運調節蛋白對膽固醇的運輸起重要作用。

在哺乳類動物中,StAR蛋白主要存在于類固醇激素相關的組織(腎上腺、前腦和性腺)中(Chi et al.,2014),而在非哺乳類動物中其表達部位無明顯規律。StAR基因只在半滑舌鰨精巢中表達,在其卵巢中不表達(Stocco,2001);在虹鱒的精巢、卵巢、腸道及腎臟等組織中均有StAR基因表達,并證實StAR基因是卵巢發育的關鍵基因(Kusakabe et al.,2002;Nakamura et al.,2005);StAR基因在鯰魚(Clarias gariepinus)的性腺、腎臟、肝臟、大腦及腸道等多種組織均有表達,其中以卵巢產卵前期的表達量較高,在產卵準備期、產卵期和回歸期的表達量較低,而在精巢中的最高表達量出現在準備階段(Sreenivasulu et al.,2009);StAR基因在美國牛蛙(Rang catesbeiana)精巢、皮膚及腦組織中均有不同程度的表達(Paden et al.,2010);在尼羅羅非魚中存在2種StAR基因(StAR1和StAR2),其中,StAR1基因主要在頭腎和性腺組織中表達,而StAR2只在精巢和卵巢中表達(于祥國,2013)。可見,StAR基因在魚類的性腺發育過程中發揮著重要作用。本研究通過實時熒光定量PCR分析ElStAR基因在白斑狗魚雌雄成魚不同組織間的差異表達,結果表明,ElStAR基因主要是在精巢、頭腎和肝臟中表達,且在精巢中的相對表達量極顯著高于在卵巢中的相對表達量,說明ElStAR基因可能對白斑狗魚精巢的生長發育具有一定維持作用。

4 結論

ElStAR基因編碼蛋白結構和功能十分保守,具有典型的START結構域,對膽固醇的運輸和調節起重要作用。ElStAR基因在白斑狗魚精巢及卵巢中的表達存在極顯著差異,可能在維持白斑狗魚精巢的發育形成中發揮重要作用。

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收稿日期:2020-11-25

基金項目:國家自然科學基金項目(31660739);新疆高校科研計劃項目(XJEDU2016I201);新疆農業大學大學生創新項目(201910758040)

第一作者:張俊杰(1973-),https://orcid.org/0000-0002-9102-1688,博士,副教授,主要從事魚類生物學研究工作,E-mail:zhangjuji@sina.cn

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