克氏原螯虾内源性纤维素酶糖苷水解酶9基因家族鉴定及其表达分析

摘要

本试验旨在分析鉴定克氏原螯虾内源性纤维素酶糖苷水解酶9(GH9)基因家族,研究其在投喂不同饲料时以及低氧-复氧胁迫下的表达特征,以期为克氏原螯虾对于植物性饲料的消化利用研究提供理论依据,同时为动物内源性纤维素酶高效利用研究积累数据资料。采用生物信息学与分子克隆相结合的策略,系统研究克氏原螯虾GH9基因家族的全基因组分布情况,获取克氏原螯虾GH9基因家族的结构特点、分布特征及其在投喂不同饲料(植物性饲料、动物性饲料、配合饲料)时以及低氧-复氧胁迫下的表达响应结果。结果显示:1)克氏原螯虾基因组中共有7个GH9基因家族成员(PcGH9-1、PcGH9-2、PcGH9-3、PcGH9-4、PcGH9-5、PcGH9-6、PcGH9-7),GH9基因家族成员的cDNA长度为1843~2354 bp,编码氨基酸残基数为510~585个,分布于LG23、LG39以及LG54等3条染色体上。克氏原螯虾GH9基因家族具有1个典型的Glyco hydro 9结构域,外显子数为7~14个,内含子数为6~13个。依据是否具有纤维素结合区(CBD),克氏原螯虾GH9基因家族可分为2个亚类,第Ⅰ亚类包括PcGH9-1、PcGH9-2和PcGH9-7,第Ⅱ亚类包括PcGH9-3、PcGH9-4、PcGH9-5、PcGH9-6。2)克氏原螯虾GH9基因家族主要在肝胰腺中高表达。3)克氏原螯虾肝胰腺中GH9基因家族表达量及β-1,4-内切葡聚糖酶活性在投喂植物性饲料时最高,在投喂动物性饲料时最低。4)低氧-复氧胁迫下,克氏原螯虾肝胰腺中PcGH9-1、PcGH9-2、PcGH9-3、PcGH9-4与PcGH9-5的表达量随着低氧胁迫时间延长而下降,PcGH9-6与PcGH9-7的表达量在低氧-复氧胁迫下变化较小;低氧-复氧胁迫下,β-1,4-内切葡聚糖酶活性随着低氧胁迫时间延长而显著下降(P<0.05)。综上可知,克氏原螯虾体内具有内源性纤维素酶GH9基因家族,GH9基因家族成员主要在肝胰腺中高表达。投喂植物性饲料可显著提升克氏原螯虾肝胰腺组织中GH9基因家族的表达及β-1,4-内切葡聚糖酶活性,低氧-复氧胁迫可显著抑制GH9基因家族表达及β-1,4-内切葡聚糖酶活性。