俄罗斯鲟β-防御素基因的克隆及表达分析

摘要

β-防御素是一类富含半胱氨酸的阳离子抗菌肽,在脊椎动物免疫系统中发挥重要作用.本研究基于转录组Solexa测序结果,利用PCR和荧光定量PCR技术对俄罗斯鲟(Acipenser gueldenstaedti)β-防御素基因进行了克隆和表达模式分析.结果显示,俄罗斯鲟β-防御素cDNA片段长度为333 bp,包含开放阅读框(Open reading frame,ORF) 213 bp,推测编码71个氨基酸;SMART分析显示,该基因包含23个氨基酸的信号肽、1个防御素-β-2结构域和6个保守的半胱氨酸残基,此结构与其他物种极为相似,在进化中比较保守.同源比对发现,俄罗斯鲟β-防御素与鱼类的相似度最高,为54％～60％.β-防御素基因在健康俄罗斯鲟11种组织(肝、肠、脾、头肾、胃、鳃、血液、脑、皮肤、肌肉和性腺)中均有表达,其中,在性腺和皮肤中表达量最高;病原菌嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)感染后可强烈影响β-防御素基因在6种免疫组织(肝、肠、脾、头肾、血液和鳃)中的时空表达.其中,在头肾中的上调表达最明显,在感染后72 h为表达峰值,达到0h表达量的700倍.在脾、血液和肠中均有几倍至十几倍的上调,而在肝中整体呈现下调表达趋势.研究表明,β-防御素基因参与了俄罗斯鲟的免疫应答过程,本结果为俄罗斯鲟的免疫调控和病害防治研究奠定了基础.