文档介绍：汕头大学硕士学位论文
华贵栉孔扇贝三个抗氧化相关基因的克隆及其在急性低温胁迫下的表达
特性
Cloning of Three Antioxidant-related Genes in Noble Scallop
Chlamys nobilis and Expression Characteristics under Acute Low
TemperatureStress
学位申请人:邓华娟
导师:郑怀平(教授,博导)
专业:海洋生物学
答辩委员会主席:
答辩委员会委员:
汕头大学海洋生物研究所
中国,汕头,515063
摘要
摘要
华贵栉孔扇贝是我国南方沿海的重要海水养殖贝类之一,具有重要的经济价值。这种
扇贝不但贝壳具有橙色、橙紫色、紫色、褐色等多种绚丽的色彩,而且闭壳肌、外套膜等
肌肉也有橙色与白色之分。我们的前期研究发现,橙色个体(贝壳、外套膜、闭壳肌都是橙
色)各组织中的类胡萝卜素含量均显著高于褐色个体(贝壳褐色、外套膜与闭壳肌均为白
色),并且前者比后者具有更高的抗氧化能力。
在生物系统进化过程中,动物细胞为了保护自身免受损伤,形成了一套由抗氧化酶
体系(如超氧化物歧化酶 SOD、过氧化氢酶 CAT、谷胱甘肽过氧化氢酶 GPX 等)和抗氧化
非酶体系(如类胡萝卜素、辅酶 Q、硒、维生素、含巯基化合物等)组成的抗氧化防御体系,
以维持体内 ROS 的动态平衡,起到抗氧化的作用。 SOD 在清除活性氧反应过程中第一个
发挥作用,它将超氧阴离子自由基快速歧化为过氧化氢和分子氧;过氧化氢在 CAT 和 GPX
的作用下转化为水和分子氧。因此,本文选 CuZnSOD、MnSOD、CAT 作为抗氧化的研究
对象。
本文以课题组建立的华贵栉孔扇贝橙色品系和褐色品系为材料,采用 36h 的急性低温
胁迫后,获得二者的外套膜、鳃、卵巢、血液等组织样品。然后 CuZnSOD、
CAT 等三个基因的全长 cDNA,并进行了同源性分析、时空表达分析, 测
定和比较胁迫组与对照组样品的总类胡萝卜素含量(TotalCarotenoids Content, TCC)以及抗
氧化相关酶活性等指标,从分子水平上探讨急性低温胁迫下橙、褐色两个品系中类胡萝卜
素含量与其抗氧化防御之间的相关性。主要结果如下:
1、三个抗氧化基因全长 cDNA 序列的克隆。首先从本课题组 454 测序数据库中获得
MnSOD CAT 基因的部分 cDNA 序列,然后利用 RACE-PCR 以及
通过序列拼接获得它们的全长 CuZnSOD 基因为 1078bp,共编码 154 个氨基酸
MnSOD 基因全长序为 1047 bp,共编码 226 CAT 基因为 1851bp,
共编码 522 个氨基酸残基。同源分析发现,这三个基因与栉孔扇贝(Chlamys farreri)、虾夷
扇贝(Mizuhopecten yessoensis)以及海湾扇贝(Argopecten irradians)显示出更近的亲缘关系,
它们先汇成一支后,之后依次与其它海洋贝类、昆虫、虾、蟹等节肢动物聚类,最后与脊
椎动物聚类。
I
摘要
2、比较了三个基因在橙、褐色两个品系间的时空表达。采用 real-time PCR 方法对橙
MnSOD CATmRNA 绝对含量及对急性低
温胁迫下各组织中三个基因相对含量进行检测。三个抗氧化基因均在鳃中表达水平最高,
而在别的组织间表达水平就有所差异。急性低温胁迫下,三个基因的表达量在橙、褐色两
个品系扇贝的血液、鳃和外套膜上均出现了一种先升后降然后再升最后降至最低的变化趋
势,并且多数情况下在橙色品系组织中的表达量高于褐色品系组织的表达量。
3、急性低温胁迫下, TCC、SOD 和 CAT 酶活性的变化情况。急性低温胁迫下,橙
色品系 TCC 显著高于褐色品系,也诱发 SOD、CAT 酶活性发生显著变化。本研究显示,
在急性低温胁迫下,SOD 活性表现为先降后升再降的变化趋势,橙、褐色两个品系的 CAT
比活力均经历了先大幅度地增高然后下降的变化,而且多数情况下橙色品系比褐色品系具
有更高的 SOD 与 CAT 酶活力含量。
4、抗氧化基因表达量、类胡萝卜素含量和抗氧化相关酶活力之间的关系。在华贵栉
CuZnSOD MnSOD 基因表达水平、TCC 和 SOD 两两之
间均存在显著的正相关(P < ),CnCAT 表达水平、TCC 以及 CAT 两两之间也存在显著
的正相关(P < );CAT 表达水平与 CAT 存在显著的
正相关(P < )。
本研究首次获得华贵栉孔扇贝三个抗氧