凡纳滨对虾微粒体谷胱甘肽硫转移酶3基因克隆及其功能分析

摘要

[目的]明确凡纳滨对虾微粒体谷胱甘肽硫转移酶3(LvMGST3)在机体抗逆境胁迫与抵御病原体侵染过程中的功能作用,为有效提高对虾的抗胁迫能力和抗病力提供理论依据.[方法]采用RACE克隆LvMGST3基因cDNA序列,以EditSeq、ExPASy、SignalP 5.0、TMHMM 2.0、Clustal X和MEGA 6.0等在线软件进行生物信息学分析,再应用半定量PCR进行组织表达量分析.凡纳滨对虾分别进行氨氮胁迫(20.00 mg/L)及脂多糖(LPS,8μg/g)刺激后,采用实时荧光定量PCR检测分析LvMGST3基因的表达响应情况.[结果]LvMGST3基因cDNA序列全长826 bp,包含85 bp的5'端非编码区(5'-UTR)、321 bp的3'端非编码区(3'-UTR)和420 bp的开放阅读框(ORF),在ploy(A)尾前端15个核苷酸处存在加尾信号AATAAA.LvMGST3基因编码139个氨基酸残基,包含MGST3亚家族共有的保守结构域FNCX1QRX2H,此序列为FNCYQRAH.LvMGST3蛋白分子量为15.53 kD,理论等电点(pI)为9.38,具有3个跨膜结构域,但不存在信号肽.LvMGST3氨基酸序列与软甲纲普通卷甲虫(Armadillidium vulgare)的MGST3氨基酸序列(RXG56258.1)相似性最高,为71.22％;基于MGST3氨基酸序列相似性构建的系统发育进化树显示,LvMGST3与节肢动物门和软体动物门的MGST3亲缘关系较近.LvMGST3基因在凡纳滨对虾肝胰腺、鳃组织和眼柄中的基础表达量较高;经氨氮胁迫后,肝胰腺中的LvMGST3基因相对表达量分别在胁迫6和24 h时极显著上调(P<0.01,下同),鳃组织中的LvMGST3基因相对表达量在胁迫12 h时显著上调(P<0.05,下同)、胁迫48 h时极显著上调;肝胰腺中的LvMGST3基因在LPS刺激前期表达受抑制,至刺激12 h时极显著上调,鳃组织中的LvMGST3基因分别在LPS刺激3和48 h时出现2个表达峰值,其相对表达量均极显著高于对照组,分别是对照组的4.39和6.45倍.[结论]LvMGST3基因具有典型的MGST3亚家族结构特征,主要在凡纳滨对虾的肝胰腺、鳃组织和眼柄中表达,且氨氮胁迫和LPS刺激可明显诱导凡纳滨对虾肝胰腺和鳃组织中LvMGST3基因的表达水平,即MGST3在对虾抗逆境胁迫及抵御病原菌感染的调控机制中发挥重要作用.