青海湖裸鲤FXYD基因家族鉴定、分子进化及表达

摘要

青海湖裸鲤是唯一一种适应青海湖高盐碱水环境的鲤科鱼类。苯丙氨酸-X-酪氨酸-天冬氨酸(FXYD)家族是一类小分子单跨膜蛋白,具有调节离子通道作用,在多种生物的盐度胁迫和盐度适应中发挥重要作用。笔者基于青海湖裸鲤全基因组数据,利用生物信息学方法,鉴定到16个青海湖裸鲤FXYD(gpFXYD)基因,通过多重序列比对和系统进化分析,16个gpFXYD基因成员分属于5个亚型。共线性分析表明,青海湖裸鲤FXYD基因家族中12个成员起源于全基因组复制,且与斑马鱼FXYD基因存在共线性,推测全基因组复制导致了青海湖裸鲤FXYD基因的加倍。分子进化分析显示,gpFXYD1b/1c和gpFXYD5c/5d基因的进化选择压力(Ka/Ks)>1,表明其在进化过程中受到了正选择,可能发生了适应性进化。不同亚家族在青海湖裸鲤多种组织表达中,gpFXYD1s基因在青海湖裸鲤的心脏和脑组织特异性表达,而gpFXYD7s基因在青海湖裸鲤的脑组织中特异表达,分析gpFXYD基因不同亚型可能在不同组织中发挥功能。组织表达中,gpFXYD5s、gpFXYD6s、gpFXYD11s基因在青海湖裸鲤肾脏和鳃组织中出现显著表达变化,表明gpFXYD5s、gpFXYD6s以及gpFXYD11s可能与青海湖裸鲤在高盐度条件下的离子运输和渗透压调节密切相关。试验结果可为解析青海湖裸鲤盐度适应奠定基础,同时也可为水产动物耐盐分子育种提供参考和借鉴。