尼罗罗非鱼MHCII类基因的克隆与表达特征及多态性研究

来源 :上海海洋大学 | 被引量 : 8次 | 上传用户:mabin85281528
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近年来由于罗非鱼链球菌病的大规模爆发,罗非鱼养殖业已经受到严重威胁。目前还没发现有效的防治措施。罗非鱼抗病品种(系)培育是值得期待的防病策略。而鱼类抗病力的分子遗传基础是抗病品种培育的前提。主要组织相容性复合体(Majorhistocompatibilitycomplex,MHC)是已知存在于所有脊椎动物体内与机体免疫机能密切相关的基家族,在引发和维持机体防御免疫的过程中起重要作用。本实验克隆得到尼罗罗非鱼MHCⅡ类基因的基因组及cDNA序列,实时定量PCR检测其在各组织和器官的表达量;用克隆测序的方法分析MHCⅡB基因多态性以及该基因多态性与罗非鱼链球菌病抗性的关系,旨在为罗非鱼抗病品系选育提供理论基础。主要结果和结论如下:1.尼罗罗非鱼MHCⅡ类基因cDNA及基因组序列的克隆与序列多态性分析采用同源克隆和cDNA末端快速扩增技术得到MHCⅡA和MHCⅡB的cDNA序列,并用特异引物直接扩增法获得基因组序列,GenBank登录号分别为JN967619和JN967618。MHCⅡA基因组序列长1614bp,包括4个外显子和3个内含子;其cDNA序列长度为1076bp,其中开放阅读框(ORF)为723bp,编码240个氨基酸。与其他物种相比,其氨基酸序列的相似性约为25.4-64.5%。MHCⅡB基因组序列长3143bp,包括6个外显子和5个内含子;其cDNA序列长1119bp,其中ORF为750bp,共编码249个氨基酸。与其他硬骨鱼及哺乳动物和鸟类相比,其氨基酸序列的相似性约为26.9-74.7%。尼罗罗非鱼MHCⅡA和ⅡB基因中存在多个等位基因,本研究分离得到了12种不同的MHCⅡAcDNA序列和10种不同的MHCⅡBcDNA序列(GenBank登录号:JN983472-JN983493),该研究结果可为尼罗罗非鱼抗病分子标记辅助选育奠定理论基础。2.尼罗罗非鱼MHCⅡ类基因的组织表达分析利用所得尼罗罗非鱼MHCⅡA和ⅡB基因cDNA序列,设计特异性引物,运用实时定量PCR的方法检测MHCⅡA和ⅡB基因mRNA在各组织或器官的表达量,以及用罗非鱼无乳链球菌(Streptococcusagalatiae)感染后,分析这两个基因在各组织或器官中表达量的变化。定量PCR分析结果显示,MHCⅡA和ⅡB基因mRNA在健康个体的脑、肾、脾脏、心脏、肝脏、鳃、肌肉、胃、肠和皮肤中均有表达,但表达量有所差异,其中在胃和鳃的表达量最高,脑和肌肉表达量最低。罗非鱼无乳链球菌感染后,MHCⅡ类基因mRNA在肠、鳃、脾脏和肾脏中的表达量均明显升高。3.MHCⅡB基因多态性与罗非鱼链球菌抗性的关系为了解MHCⅡB基因多态性与尼罗罗非鱼链球菌抗性的相关关系,本研究用引物2b-snp-sf和2b-snp-sr分别从尼罗罗非鱼40尾感病个体和40尾抗病个体的基因组DNA中扩增MHCⅡB基因片段,扩增产物长度为775-797bp。在775-797bp核苷酸序列中,抗病群体的多态核苷酸位点有265个(33.2%),感病群体中有255(31.9%)。在该扩增片段编码的101个氨基酸位点中,抗病群体与感病群体分别有32个和33多态位点。对80个个体的441个阳性克隆测序,发现有7种不同的MHCⅡB等位基因主型,编码7个不同的氨基酸序列。大部分等位基因是两个群体共有的。等位基因Orni-DAB*0201和Orni-DAB*0401在抗病群体中出现的频率(15.5%,5.6%)显著高于在感病群体中出现的频率(7.4%,1.8%);而等位基因Orni-DAB*0501只出现在抗病群体中。抗病群体中70%的个体出现2-4个等位基因,30%的个体出现1个等位基因;感病群体中42.5%的个体出现2-4个等位基因,57.5%的个体只出现1个等位基因。这提示个体中MHCⅡB等位基因数量的多少,与其对链球菌病的抵抗力有着明显的关系。个体中具有的MHCⅡB等位基因数越多,抗病力越强。本研究结果为抗病尼罗罗非鱼选育提供了依据。
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