Caspase-3基因对刺参变态发育的调控作用研究

来源 :大连海洋大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:billdyj
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变态期是海洋无脊椎动物生长和发育的最重要阶段,幼体的形态、生活方式及食性通常伴随着变态而发生重大转变。刺参的个体发育必须经历由浮游生活转变为底栖生活的变态期,变态是否正常将直接影响其产量、分布及经济效益。有研究发现,caspase依赖性细胞凋亡在贝类等海洋底栖无脊椎动物早期发育过程中发挥着重要作用,其中caspase-8、caspase-3基因分别作为家族内最重要的启动者和效应者,在细胞凋亡中发挥着不可或缺的作用。为了深入了解caspase-3基因在刺参变态发育过程中的调控作用,本论文首先通过RACE技术获得刺参caspase-3基因的全长序列,接着利用实时荧光定量PCR技术检测该基因及其上游激活基因caspase-8在刺参早期发育阶段和成体组织中的表达情况,最后借助整体原位杂交技术和免疫荧光技术研究这两个基因在刺参变态期的空间定位。主要结果有:(1)克隆获得刺参caspase-3全长基因序列,序列全长为2007bp,5’端非翻译区为309bp,3’端非翻译区171bp,编码区(ORF)序列长度为1527bp,编码508个氨基酸,存在一个经典的CASc结构域。(2)实时荧光定量PCR结果显示caspase-3及caspase-8基因在刺参发育的卵裂期表达量均很低且差异不显著,在耳状幼体至稚参的变态期,表达量逐渐上升,且在稚参期达到最高(P<0.05)。且两者表达趋势相近,可推测在刺参变态过程中caspase-3及caspase-8基因之间存在上下游级联调控关系并发挥着重要的调控作用。(3)原位杂交结果显示,在大耳幼体期caspase-3与caspase-8基因均在胃部附近存在紫色信号,在樽形期信号增加,球状体及附近均检测到信号,信号面积在稚参期达到最大。免疫荧光有相同的结果,在大耳幼体期,caspase-3与caspase-8基因均存在微弱荧光信号,在樽形幼体荧光信号增多,至稚参期几乎整个个体均存在荧光信号。(4)在刺参成体组织中,caspase-3、caspase-8在各个组织中均有不同程度的表达,caspase-3在体腔细胞、管足与呼吸树中表达量较高,caspase-8体腔细胞、管足及体壁中表达较高,二者在性腺中的表达量均显著低于其他组织(P<0.05)。体腔细胞作为棘皮动物免疫系统的核心,可推测caspase-3、caspase-8基因在刺参成体的免疫防御过程也发挥着作用。本论文的研究结果显示,在刺参幼体变态过程及与环境接触频繁的成体组织中caspase-3、caspase-8基因均发挥重要的作用。这些结果为深入研究caspase依赖性细胞凋亡在海参变态发育以及固有免疫的作用提供了理论基础和研究方向,为棘皮动物等海水底栖无脊椎动物经济种类的苗种繁育提供了理论支撑。
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