虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)NF-κB家族的基因鉴定及表达分析

【作者】 李若佼； 张铷； 张璐； 邹佳君； 邢强； 窦怀乾； 胡晓丽； 张玲玲； 王睿甲； 包振民；

【机构】 海洋生物遗传学与育种教育部重点实验室中国海洋大学海洋生命学院；

【摘要】 双壳类动物生活在开放的水体中,容易受到病原体的侵袭。由于缺少获得性免疫系统,固有免疫便成为了双壳类动物的主要防御系统。TLR信号通路是固有免疫系统的重要组成部分,该通路激活后可导致NF-κB进入细胞核,调控免疫相关基因的表达。Rel/NF-κB在各个物种已经被广泛研究,然而在双壳类动物中迄今未有对NF-κB基因家族的系统鉴定。本研究通过筛查基因组和转录组,从虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)中鉴定出了两个NF-κB家族基因:PyNF-κB和PyRel。PyNF-κB基因由21个外显子组成,其开放读码框为3465bp,编码1154个氨基酸;PyRel基因由12个外显子组成,其开放读码框为1920bp,编码639个氨基酸。PyNF-κB和PyRel均包括进化保守的RHD功能域和IPT功能域,还有两个保守的模块(DNA-binding motifi R-X-X-R-X-R-X-X-C;nuclear localizationsignal:K-K/R-X-K/R)。此外,PyNF-κB还拥有ω个DEATH功能域和6个ANK功能域,而PyRe1蛋白的C-末端则拥有1个TAD功能域。系统发生分析显示,所有蛋白分成Re1和NF-κB两大进化支,PyNF-κB和PyRe1分别与其它软体动物的NF-κB和Re1蛋白聚在一起。与脊椎动物不同,所有无脊椎动物的Re1/NF-κB都没有旁系同源。为了进一步探索虾夷扇贝NF-κB家族基因的作用,本研究利用Real-time PCR分析了虾夷扇贝胚胎/幼虫不同发育时期、健康成体组织和受到藤黄微球菌、鳗弧菌侵染后不同时间点(3,6,12和24h)血细胞中Rel/NF-κB的表达模式。结果表明,PyNF-κB在卵母细胞、受精卵、多细胞期、囊胚期的表达水平显著高于胚胎/幼虫发育后期;PyRel则在原肠胚期、担轮幼虫期和D型幼虫期的表达量较高。PyNF-κB和PyRel在各成体组织中广泛表达,但在免疫相关组织中有着较高水平的表达。PyNF-κB和PyRel在受到藤黄微球菌和鳗弧菌侵染后3h都显著上调,相比PvRel,PyNF-κB呈现出更加剧烈的表达变化,暗示了虾夷扇贝在对抗革兰氏阴性细菌侵染时可能存在IMD补偿信号通路。更多还原