黑鲷催乳素基因PRL1和PRL2在急性盐胁迫环境下的表达分析

2021-04-15 21:49林李泉韦信贤林国荣谭红连黄婷刘明珠杨艳童桂香
南方农业学报 2021年12期
关键词:盐胁迫

林李泉 韦信贤 林国荣 谭红连 黄婷 刘明珠 杨艳 童桂香

摘要:【目的】明確催乳素基因(PRL1和PRL2)在黑鲷不同组织及不同盐度胁迫下的表达模式,为黑鲷养殖过程中最适盐度范围的确定提供参考依据。【方法】通过RT-PCR扩增黑鲷PRL1和PRL2基因,以ExPASy、NetNGlyc及SWISS-MODEL等在线软件进行生物信息学分析,并采用实时荧光定量PCR检测PRL1和PRL2基因在黑鲷不同组织及不同盐度胁迫下的表达情况。【结果】黑鲷PRL1基因开放阅读框(ORF)全长639 bp,共编码212个氨基酸残基,其编码蛋白分子量为23.32 kD,理论等电点(pI)为6.70;黑鲷PRL2基因ORF全长750 bp,共编码249个氨基酸残基,其编码蛋白分子量为28.31 kD,pI为8.37。黑鲷PRL1和PRL2蛋白均由1个为信号肽结构域和1个为Hormone 1结构域组成;黑鲷PRL1蛋白二级结构中α-螺旋占69.34%、无规则卷曲占30.66%,包含1个糖基化位点及37个磷酸化位点;黑鲷PRL2蛋白二级结构中α-螺旋占67.07%、无规则卷曲占32.93%,包含1个糖基化位点及21个磷酸化位点。黑鲷PRL1和PRL2基因在12个待检测组织中均有表达,且均以脑组织中的相对表达量最高,显著高于其他组织中的相对表达量(P<0.05,下同);在盐度5‰处理组中,黑鲷PRL1基因在胁迫4 h开始显著上调,黑鲷PRL2基因在胁迫8 h开始极显著上调(P<0.01),二者均在胁迫24 h时达峰值,随后开始缓慢下降,至胁迫72 h时其相对表达量仍显著高于对照组;在盐度25‰和35‰处理组中,黑鲷PRL1和PRL2基因在胁迫72 h时其相对表达量均显著低于对照组。【结论】低盐胁迫能促进黑鲷PRL1和PRL2基因的表达,高盐胁迫则抑制黑鲷PRL1和PRL2基因的表达,即黑鲷PRL1和PRL2基因在其适应淡水环境的过程中发挥重要调节作用。

关键词: 黑鲷;催乳素(PRL);PRL1基因;PRL2基因;盐胁迫;组织表达

中图分类号: S917.4                         文献标志码: A 文章编号:2095-1191(2021)12-3254-11

Expression analysis of Acanthopagrus schlegelii PRL1 and

PRL2 in response to acute salinity stress

LIN Li-quan1, WEI Xin-xian2, LIN Guo-rong1, TAN Hong-lian2, HUANG Ting2,

LIU Ming-zhu3, YANG Yan2, TONG Gui-xiang2*

(1Hengsheng Aquaculture Professional Cooperative of Yangxi, Yangjiang, Guangdong  529500, China; 2Guangxi  Academy of Fishery Science/Guangxi Key Laboratory of Aquatic Genetic Breeding and Healthy Aquaculture, Nanning 530021, China; 3Guangxi Academy of Sciences/Guangxi Engineering Research Center for Fishery Major Diseases

Control and Efficient Healthy Breeding Industrial Technology (GERCFT), Nanning  530007, China)

Abstract:【Objective】To understand the expression patterns of prolactin genes (PRL1 and PRL2) in different tissues and under different salinity stresses, so as to provide a reference for the determination of the optimal salinity range in the breeding process of Acanthopagrus schlegelii. 【Method】PRL1 and PRL2 genes of A. schlegelii were amplified by RT-PCR, and bioinformatics analysis was performed by ExPASy, NetNGlyc, Swiss-Model and other online softwares. The expression of PRL1 and PRL2 genes in different tissues and under different salinity stresses was detected by real-time fluorescence quantitative PCR. 【Result】The full length of PRL1 open reading frame (ORF) was 639 bp, encoding 212 amino acids with a molecular weight of 23.32 kD and an isoelectric point(pI) of 6.70; and the ORF of PRL2 gene was 750 bp, encoding 249 amino acids with a molecular weight of 28.31 kD and pI of 8.37. PRL1 and PRL2 proteins were both composed of a signal peptide domain and a Hormone 1 domain. In the secondary structure of PRL1 protein, 69.34% of α-helix and 30.66% of random curl were found, including 1 glycosylation site and 37 phosphorylation sites. In the secondary structure of PRL2 protein, α-helix accounted for 67.07% and random curl accounted for 32.93%, including 1 glycosyla-tion site and 21 phosphorylation sites. The results of tissue expression analysis showed that PRL1 and PRL2 genes were expressed in all 12 tested tissues. The highest expression levels of PRL1 and PRL2 were both detected in brain, significantly higher than the relative expression levels in other tissues (P<0.05, the same below). In the 5‰ salinity treatment group, PRL1 gene was significantly up-regulated at 4 h under salt stress, PRL2 gene was extremely significantly up-regulated at 8 h under stress (P<0.01). Both of them reached peak value at 24 h, then began to decline slowly, and their expression levels were still significantly higher than those of the control group at 72 h of stress. The expression levels of PRL1 and PRL2 genes in the 25‰ and 35‰ salinity treatment groups were significantly lower than those in the control group after 72 h stress. 【Conclusion】Low salinity stress can promote the expression of PRL1 and PRL2 genes, while high salinity stress can inhibit the expression of PRL1 and PRL2 genes. In other words, A. schlegelii PRL1 and PRL2 genes play important regulatory roles in the adaptation to fresh water.

Key words: Acanthopagrus schlegelii; prolactin(PRL); PRL1 gene; PRL2 gene; salinity stress; tissue expression

Foundation item: Regional Project of National Natural Science Foundation of China(41966004);Guangdong Science and Technology Development (Vertical Coordinated Management and Linkage Between Provinces and Cities) Special Project(2017B020246046);Guangxi Innovation Team Project of National Modern Agricultural Industrial Technology System (nycytxgxcxtd-20-02);Independent Research Project of Guangxi Key Laboratory of Aquatic Genetic Breeding and Healthy Breeding (2020-A-03-01)

0 引言

【研究意義】催乳素(Prolactin,PRL)是一种单链多肽类激素,由动物脑垂体合成及分泌,广泛参与机体各种生物学功能,包括生长发育、内分泌代谢、繁殖泌乳、免疫调节及电解质平衡等(Kelly et al.,2001;刘瑞鑫等,2013)。在鱼类研究中,同样证实PRL是调节硬骨鱼类渗透压和离子平衡的主要激素(Manzon,2002),在海水鱼类适应淡水的过程中PRL在脑垂体和血浆中的合成与分泌显著增加,认为PRL是通过改变鳃、皮肤、肾脏及肠道等渗透压调节器官的渗透性及离子运输途径以减少水分吸收或增加离子吸收来实现水盐平衡(左映平和曹劲松,2007)。因此,分析鱼类PRL基因在不同盐度下的表达特征,了解其在盐胁迫适应方面的功能作用,对揭示海水鱼类渗透压调节机制具有重要意义,同时能为海水鱼类养殖最适盐度范围的确定提供参考依据。【前人研究进展】PRL是广盐性硬骨鱼类适应淡水的重要调节激素,通过降低鱼类鳃组织渗透率,并刺激鳃黏液细胞分泌黏液,减少Na+和Cl?的排出量,从而维持离子平衡(魏渲辉等,2001)。Yang等(1999)研究发现PRL基因在虹鳟胚胎形成和孵化过程中均有表达,即在鱼体早期发育过程中发挥重要作用;左映平和曹劲松(2007)在海水罗非鱼中发现PRL能引起肾脏中的Na重吸收和水排泄量增加,并证实PRL是通过作用于肾小球而发挥作用;Breves等(2011)在莫桑比克罗非鱼淡水驯化中发现PRL发挥着重要的调节作用,并证实PRL信号通路与斑马鱼鳃组织中的Cl?摄取能力密切相关(Breves et al.,2013);Cunha等(2019)在蓝鳃太阳鱼中的研究发现PRL对鱼体的养育行为和攻击行为均有重要影响;Takashi等(2019)研究证实PRL参与日本鳗鲡洄游过程中的渗透压调节;Hu等(2020)研究发现草鱼PRL基因转录与表达受表皮生长因子(Epidermal growth factor,EGF)的影响;Villalba等(2020)研究表明PRL基因在虹鳟免疫反应中也参与调控作用;Si等(2021)研究表明PRL在牙鲆变态发育尤其是眼睛的不平衡迁移过程中发挥重要作用。【本研究切入点】黑鲷(Acanthopagrus schlegelii)隶属于硬骨鱼纲(Osteichthyes)鲈形目(Perciformes)鲷科(Sparidae),是一种暖温性底层海水鱼类(林李泉等,2021),广泛分布在我国渤海、黄海、东海、南海沿海及台湾海峡,因其具有生长速度快和抗病力强等特点,且兼具广温性和广盐性及营养价值高等优点(邓惠文等,2019),而深受广大养殖户和消费者的喜爱。目前,有关盐度对黑鲷影响的研究主要集中在生长、生理生化及营养成分分析等方面(Min et al.,2015;贾超峰,2020;王裕玉等,2020);此外,热休克蛋白和胰岛素生长因子I (邓利等,2003)、催乳激素及其受体(Chang et al.,2007;Tomy et al.,2009)、水通道蛋白和精氨酸催产素受体(An et al.,2008)及抗氧化基因(An et al.,2010)等对黑鲷的盐度适应机制也起到一定作用,但至今鲜见基于PRL基因表达水平探究黑鲷盐度适应机制的研究报道。【拟解决的关键问题】通过RT-PCR扩增黑鲷PRL1和PRL2基因,以ExPASy、NetNGlyc及SWISS-MODEL等在线软件进行生物信息学分析,并基于实时荧光定量PCR探讨PRL基因在黑鲷不同组织及不同盐度胁迫下的表达模式,以期为黑鲷养殖过程中最适盐度范围的确定提供参考依据。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

黑鲷幼鱼(体质量约30±3 g)由阳西县恒生水产养殖专业合作社提供,共500尾,试验前将其置于300 L的海水循环养殖缸中暂养1周,水温(28±1)℃,溶氧量控制在6.5~7.0 mg/L。暂养期间随机挑选3尾黑鲷幼鱼,采集其肝脏、肾脏、心脏、脑、眼、鳃、鳍条、脾脏、皮肤、肠道、性腺及白肌等12个组织,液氮保存备用。RNA提取试剂盒购自北京全式金生物技术股份有限公司,PCR产物回收试剂盒及pMD18-T载体购自宝生物工程(大连)有限公司,SYBR Green染料及RT反转录试剂盒购自TOYOBO公司,荧光定量检测试剂盒SYBR Green PCR Master Mix购自TaKaRa公司,大肠杆菌DH5α感受态购自天根生化科技(北京)有限公司。

1. 2 试验设计

盐胁迫试验设5‰、15‰(对照组)、25‰和35‰共4个处理组,每组50尾黑鲷幼鱼。将暂养的黑鲷幼鱼随机分配到各处理组中,分别于盐胁迫第0、4、8、12、24、48和72 h随机挑选3尾黑鲷幼鱼采集鳃组织,置于液氮中保存备用。

1. 3 总RNA提取及cDNA合成

按RNA提取试剂盒说明提取黑鲷幼鱼鳃组织总RNA,以1.0%琼脂糖凝胶电泳和NanoDrop 2000微量紫外分光光度计分别检测总RNA的质量及其浓度。利用RT反转录试剂盒对总RNA进行反转录,反转录合成的cDNA样品-80 ℃保存备用。

1. 4 黑鲷PRL1和PRL2基因克隆

从已构建的黑鲷基因组数据库中调取PRL基因序列作为参考,利用Primer Premier 5.0设计PRL基因扩增引物(表1),以反转录合成的cDNA或基因组DNA样品为模板进行PCR扩增,反应体系25.0 μL,包括上、下游引物各1.0 μL,cDNA模板1.0 μL。扩增程序:95 ℃预变性3 min;95 ℃ 30 s,55 ℃ 30 s,72 ℃ 30 s,进行35个循环;72 ℃延伸10 min。纯化回收阳性PCR扩增产物,将其连接至pMD18-T载体并转化DH5α感受态细胞,经摇床培养后接入含Amp+抗性的LB培养基上,挑取单克隆进行菌液PCR鉴定,阳性样品送至广州擎科生物技术有限公司进行测序验证。

1. 5 黑鲷PRL基因生物信息学分析

在Ensembl基因組数据库中,对比黑鲷PRL基因组序列与近缘物种的基因组序列;利用DNAMAN对测序获得的序列进行拼接,运用ClustalX 2.1进行氨基酸序列比对分析,再以MEGA 6.0中的邻接法(Neighbor-joining,NJ)构建系统发育进化树,Bootstrap设为1000次;使用ExPASy(http://smart.embl-heidelberg.de/smart/set_mode)预测黑鲷PRL蛋白的结构域、分子量、理论等电点(pI)及信号肽;运用NetNGlyc(http://www.cbs.dtu.dk/services/NetNGylc/)预测黑鲷PRL蛋白的糖基化和磷酸化位点;采用PSIPRED (http://bioinf.cs.ucl.ac.uk/psipred/)和SWISS-MODEL(https://swissmodel.expasy.org/)分别预测黑鲷PRL蛋白二、三级结构。

1. 6 实时荧光定量PCR检测

利用Primer Premier 5.0设计实时荧光定量PCR扩增特异性引物(表1),以β-actin基因为内参基因,以暂养黑鲷幼鱼肝脏、肾脏、心脏、脑、眼、鳃、鳍条、脾脏、皮肤、肠道、性腺和白肌等12个组织的cDNA为模板进行PRL基因组织表达特征分析,在LightCycler 96实时荧光定量PCR仪进行检测。在盐胁迫试验中,选择盐胁迫第0、4、8、12、24、48和72 h的鳃组织cDNA进行PRL基因表达水平分析。所有样品cDNA稀释至100 ng/μL作为实时荧光定量PCR的模板,实时荧光定量PCR反应体系12.5 μL:cDNA模板1.0 μL,ChamQ SYBR qPCR Master Mix 6.5 μL,上、下游引物各0.5 μL,ddH2O补足至12.5 μL。扩增程序:95 ℃预变性30 s;95 ℃ 15 s,55 ℃ 15 s,进行40个循环。每个样品设3次生物学重复。采用2–△△CT法换算黑鲷PRL基因相对表达量(Livak and Schmittgen,2001),并以SPSS 19.0的单因素方差分析(One-way AMOVA)检测其差异显著性。

2 结果与分析

2. 1 黑鲷PRL基因序列特征分析结果

黑鲷PRL1基因开放阅读框(ORF)全长639 bp,共编码212个氨基酸残基,编码蛋白分子量为23.32 kD,pI为6.70;黑鲷PRL2基因ORF全长750 bp,共编码249个氨基酸残基,编码蛋白分子量为28.31 kD,pI为8.37。ExPASy预测结果显示,黑鲷PRL1和PRL2蛋白均由2个结构域(图1)组成,即1个信号肽结构域和1个Hormone 1结构域。

黑鲷PRL1基因在基因组上的全长为2678 bp,含有5个外显子和4个内含子。黑鲷PRL2基因在基因组上的全长为3211 bp,含有4个外显子和3个内含子(图2)。此外,PRL1基因中各物种的外显子和内含子数目较保守;在PRL2基因方面,黑鲷PRL2基因和青鳉PRL2基因均包含4个外显子和3个内含子,而大黄鱼(Larimichthys crocea)、河豚(Takifugu rubripes)和斑马鱼(Danio rerio)PRL2基因包含5个外显子和4个内含子(表2)。

2. 2 黑鲷PRL基因同源比对分析结果

利用ClustalX 2.1进行PRL1和PRL2氨基酸序列比对分析,结果表明,黑鲷PRL1氨基酸序列与黄鳍鲷(A. latus)PRL1氨基酸序列的相似性最高,达99.1%;其次是与金头鲷(Sparus aurata),二者的PRL1氨基酸序列相似性为93.4%;与小鼠(Mus musculus)及人类(Homo sapiens)等外源物种的PRL氨基酸序列相似性较低,分别为33.2%和35.0%(表3)。同样,黑鲷PRL2氨基酸序列与黄鳍鲷PRL2氨基酸序列的相似性也最高,为98.6%;与金头鲷PRL2氨基酸序列的相似性为96.0%;与小鼠、鸡(Gallus gallus)及人类等外源物种的PRL氨基酸序列相似性较低,分别为32.9%、31.6%和28.9%(表4)。

基于PRL氨基酸序列相似性构建的系统发育进化树(图3)显示,黑鲷PRL1氨基酸序列与黄鳍鲷PRL1氨基酸序列先聚为一支,再与邻近鲈形目的金头鲷、平鲷(Rhabdosargus sarba)及真鲷(Pagrus major)等鱼类的PRL1氨基酸序列聚在一起,最后与斜带石斑鱼(Epinephelus coioides)、大黄鱼、花鲈(Lateolabrax japonicus)等硬骨鱼类的PRL1氨基酸序列聚为一支;黑鲷PRL2氨基酸序列则与黄鳍鲷PRL2氨基酸序列先聚为一支,再与金头鲷、高体鰤(Seriola dumerili)、海参斑(Cyclopterus lumpus)、荫平鲉(Sebastes umbrosus)等鱼类的PRL2氨基酸序列聚在一起,最后与龙胆石斑鱼(E. lanceolatus)PRL2氨基酸序列聚为一支;人类和小鼠的PRL氨基酸序列先聚在一起,再与鸡PRL氨基酸序列聚为一支。

2. 3 黑鲷PRL蛋白结构及其糖基化和磷酸化位点预测结果

在黑鲷PRL1蛋白二级结构中α-螺旋占69.34%、无规则卷曲占30.66%;NetNGlyc预测结果(图4)表明,黑鲷PRL1氨基酸序列中包含1个糖基化位点及37个磷酸化位点,37个磷酸化位点中包括:13个细胞周期蛋白依赖性激酶2(cdc2)位点、10个蛋白激酶C(PKC)位点、5个DNA依赖蛋白激酶(DNAPK)位点、4个蛋白激酶A(PKA)位点、1个酪蛋白激酶2(CKII)位点、1个核糖体蛋白激酶(RSK)位点、1个细胞周期依赖蛋白激酶5(cdk5)位点、1个丝氨酸/苏氨酸激酶(ATM)位点和1个细胞分裂素活化蛋白激酶(p38MAPK)位点。在黑鲷PRL2蛋白二级结构中α-螺旋占67.07%、无规则卷曲占32.93%;NetNGlyc预测结果(图5)表明,黑鲷PRL1氨基酸序列中包含1个糖基化位点及21个磷酸化位点,21个磷酸化位点中包括:6个蛋白激酶C(PKC)位点、6个蛋白激酶A(PKA)位点、2个酪蛋白激酶2(CKII)位点、2个核糖体蛋白激酶(RSK)位点、1个细胞周期蛋白依赖性激酶2(cdc2)位点、1个DNA依赖蛋白激酶(DNAPK)位点、1个细胞周期依赖蛋白激酶5(cdk5)位点、1个丝氨酸/苏氨酸激酶(ATM)位点和1个细胞分裂素活化蛋白激酶(p38MAPK)位点。黑鲷PRL1和PRL2蛋白三级结构预测结果显示,二者均具有由4个长α-螺旋组成的反式平行排列特征(图6)。

2. 4 黑鲷PRL基因组织表达分析结果

采用实时荧光定量PCR检测黑鲷PRL1和PRL2基因在不同组织中的表达情况,结果显示黑鲷PRL1和PRL2基因在12个待检测组织中均有表达。其中,黑鲷PRL1基因在脑组织中的相对表达量最高,显著高于其他组织中的相对表达量(P<0.05,下同),其次是性腺和鳃组织,在心脏中的相对表达量最低(图7-A);黑鲷PRL2基因在不同中组织中的表达水平与黑鲷PRL1基因基本一致,以脑组织中的相对表达量最高,其次是性腺和鳃组织,而在鳍条中的相对表达量最低(图7-B)。

在盐胁迫试验中,选取不同盐胁迫处理的黑鲷幼鱼鳃组织探究PRL1和PRL2基因的表达情况。实时荧光定量PCR检测结果(图8)表明,在对照组中,黑鲷PRL1和PRL2基因的相对表达量不会随着时间推移而显著变化。在盐度5‰处理组中,黑鲷PRL1基因在胁迫4 h开始显著上调,至胁迫24 h是达峰值,随后开始缓慢下降,至脅迫72 h时其相对表达量仍显著高于对照组;黑鲷PRL2基因则在胁迫8 h开始极显著上调(P<0.01),至胁迫24 h时达峰值,随后开始缓慢下降,至胁迫72 h时其相对表达量仍显著高于对照组。在盐度25‰处理组中,黑鲷PRL1基因在胁迫72 h时的相对表达量显著下调,黑鲷PRL2基因则在胁迫48 h时开始显著下调,至胁迫72 h时其相对表达量仍显著低于对照组。在盐度35‰处理组中,黑鲷PRL1基因在胁迫72 h时其相对表达量显著下调,黑鲷PRL2基因则在胁迫48 h时开始显著下调,至胁迫72 h时其相对表达量仍显著低于对照组。

综上所述,低盐胁迫能显著促进黑鲷PRL1和PRL2基因的表达,且从早期胁迫即开始产生显著影响,一直持续到胁迫结束;高盐胁迫则抑制黑鲷PRL1和PRL2基因的表达,但其抑制效果在胁迫后期才开始体现。可见,PRL1和PRL2基因在黑鲷调节渗透压及离子平衡过程中发挥重要作用。

3 讨论

PRL是一种单链多肽类激素,由动物脑垂体合成及分泌,广泛参与机体的各种生物学功能,在鱼类研究中认为PRL是调节硬骨鱼类渗透压和离子平衡的主要激素(陈松林等,1996;Manzon,2002)。本研究克隆获得黑鲷PRL1和PRL2基因,其中,黑鲷PRL1基因编码212个氨基酸残基,黑鲷PRL2基因编码249个氨基酸残基。黑鲷PRL蛋白结构域预测结果显示,PRL1和PRL2蛋白均由1个信号肽结构域和1个Hormone 1结构域组成。目前,已知大多数物种的PRL蛋白均由200多个氨基酸组成,其信号肽约包含20个氨基酸,C端紧接邻1个Hormone 1结构域。其中,人类PRL蛋白全长包含227个氨基酸,其信号肽由28个氨基酸组成;鼠PRL蛋白全长包含226个氨基酸,其信号肽由21个氨基酸组成;鸡PRL蛋白全长包含229个氨基酸,其信号肽由23个氨基酸。可见,黑鲷PRL1和PRL2蛋白氨基酸序列长度及相关结构域长度与大多数物种相似。

黑鲷PRL1和PRL2蛋白二级结构预测结果表明,在黑鲷PRL1和PRL2蛋白二级结构约有70.00%的氨基酸序列以α-螺旋形式结构存在,剩氨基酸余序列则呈无规则卷曲。黑鲷PRL1和PRL2氨基酸序列中均只含有1个糖基化位点,但包含多个磷酸化位点,在黑鲷PRL1氨基酸序列中以cdc2位点最多(13个),而黑鲷PRL2氨基酸序列中以PKC位点最多(6个),暗示二者在翻译后修饰过程中受到的激酶调控模式存在差异。黑鲷PRL1和PRL2蛋白三级结构均具有由4个长α-螺旋组成的反式平行排列特征,与在人类中的研究结果(Maus et al.,1999)相似,提示PRL在低等脊椎动物和高等脊椎动物中均以相似的结构域来发挥蛋白功能。

早期针对鱼类PRL基因的研究主要集中在垂体和性腺等组织中,随着生物技术的发展,利用RT-PCR在越来越多的鱼类垂体和性腺以外的其他组织中陆续检测到PRL基因表达。Santos等(1999)在海鲷的垂体、鳃、肠道、肝脏、卵巢和精巢中均检测到PRL基因表达;Imaoka等(2000)研究发现PRL基因在金鱼的脑、性腺、皮肤、肌肉、肝脏、脾脏和肾脏中均有表达;Zhang等(2004)在斜带石斑鱼中同样发现PRL基因在脑、垂体、性腺、鳃、肝脏、脾脏和肾脏中均有表达,但在肾脏和肝脏等组织中的相对表达量较低。本研究以实时荧光定量PCR分析黑鲷PRL1和PRL2基因在不同组织中的表达情况,结果显示,黑鲷PRL1和PRL2基因在12个待检测的组织中均有表达。其中,黑鲷PRL1基因在脑组织中的相对表达量最高,其次是性腺和鳃组织,在心脏中的相对表达量最低;黑鲷PRL2基因在不同中组织的表达水平与黑鲷PRL1基因基本一致,同样以脑组织中的相对表达量最高,其次是性腺和鳃组织,而在鳍条中的相对表达量最低。表明黑鲷PRL基因同其他鱼类一样,具有广泛表达性,且以脑组织、性腺及鳃组织中的表达量较高。

在盐胁迫试验中,选取不同盐胁迫处理的黑鲷幼鱼鳃组织探究PRL1和PRL2基因的表达情况,结果表明,低盐胁迫能显著促进黑鲷PRL1和PRL2基因的表达,且从早期胁迫即开始产生显著影響,并一直持续到胁迫结束;高盐胁迫则抑制黑鲷PRL1和PRL2基因的表达,但其抑制效果在胁迫后期才开始体现。前人的相关研究也发现,黑鲷在适应淡水环境时其PRL基因参与调节体内Na+、Cl?及Ca+等离子的平衡,从而提高鱼体适应淡水环境过程的渗透调节能力(Chang et al.,2007)。PRL基因在广盐性硬骨鱼类适应淡水环境的过程中发挥重要作用,其表达水平在垂体和血清中均呈上调趋势,导致鳃、肾脏、肠道、皮肤和膀胱等渗透调节器官的渗透性和离子运输机制发生改变,从而减少鱼体对水分的摄入或增加对离子的吸收,最终起到调节渗透压平衡的效果。

4 结论

低盐胁迫能促进黑鲷PRL1和PRL2基因的表达,高盐胁迫则抑制黑鲷PRL1和PRL2基因的表达,即黑鲷PRL1和PRL2基因在其适应淡水环境的过程中发挥重要调节作用。

参考文献:

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(責任编辑 兰宗宝)

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