虹鳟 Scarb1基因克隆、生物信息学及组织表达分析

张东强 黄进强 李永娟 吴深基 赵璐 宋玉芳

摘 要 清道夫受体B类成员1 （scavenger receptor class B member 1， Scarb1）作为细胞表面的膜受体蛋白，在动物体色形成过程中发挥重要作用。为了解  Scarb1基因在虹鳟（Oncorhynchus mykiss）体色形成中的作用，通过RACE技术克隆虹鳟  Scarb1基因的cDNA全长，并运用生物信息学方法分析该基因及其序列结构特征，同时使用实时定量PCR（qRT-PCR）检测  Scarb1基因在虹鳟、金鳟及其杂交F1代不同发育阶段和不同组织中的表达情况。结果显示，  Scarb1基因cDNA序列全长为2 032 bp，开放阅读框1 479 bp，编码492个氨基酸，预测分子质量为55.59 ku，且存在保守的CD36结构域和2个跨膜区。序列同源性分析显示，虹鳟与其他硬骨鱼类的氨基酸序列相似度为71.69%～98.58%；进化分析发现虹鳟与大马哈鱼亲缘关系最近，与哺乳动物和两栖动物亲缘关系最远。qRT-PCR检测结果表明，在虹鳟与金鳟胚胎期及出膜后各发育阶段中  Scarb1基因均有不同程度表达，且表现为受精期至桑葚期的表达显著高于其他时期（P<0.05），对虹鳟与金鳟同一时期的差异分析发现该基因在胚胎期及7 dph （days post hatch）、1 M （month post hatch）、2 M和  3 M时期中表达存在显著差异（P<0.01）。  Scarb1基因在虹鳟与金鳟背部皮肤和背部肌肉等色素沉着性组织中表达量较高，其中在金鳟背部皮肤的表达量显著高于虹鳟（P<0.01）。此外，  Scarb1基因在杂交F1代不同发育时期中的表达规律与双亲一致；在不同组织中，该基因在杂交F1代背部皮肤中的表达量介于双亲之间。研究结果表明，  Scarb1基因与虹鳟体色形成有着密切关系，且可能在金鳟黄色体色形成过程中发挥重要作用。

关键词 虹鳟；体色；清道夫受体B类成员1 （  Scarb1）；基因克隆；表达分析

体色是动物适应环境变化的常见表型之一，不仅参与动物生存繁衍、隐蔽伪装及温度调节等生物学进程，而且也是其观赏性和经济价值的主要决定因素［1］。鱼类体色模式有着独特的物种特异性，其取决于体表皮肤和鳞片中所含色素细胞的类型及不同的数量分布［2］。鱼类目前已发现的色素细胞有6种，包括黑色素细胞、黄色素细胞、红色素细胞、白色素细胞、虹彩细胞以及蓝色素细胞［3］。黑色素细胞在各种动物体的真皮和表皮中分布广泛，目前国内外对脊椎动物体色的研究主要集中在黑色素细胞，对其他色素细胞分化、发育及代谢调控机制的研究相对较少［4］。黄色素细胞作为脊椎动物中常见的色素细胞之一，其化学本质为类胡萝卜素和蝶啶类物质［5］。类胡萝卜素是黄色素细胞的主要显色物质，鱼类自身不能进行合成，而是来源于摄食或内源性代谢转化［6］。虽然体色受到多种环境因子的复杂调控，但鱼类体色的形成主要受遗传基因的控制［7］。目前，已发现有多个基因参与类胡萝卜素的代谢调控与黄色素的形成，包括清道夫受体B类成员1 （scavenger receptor class B member 1，   Scarb1）、簇决定因子36 （cluster determinant 36，  CD36）、β-胡萝卜素-9′10-双加氧酶（beta-carotene oxygenase 2，  Bco2）和载脂蛋白D （apolipoprotein D， Apod）等［8-10］。

Scarb1是一种重要的模式识别蛋白（Pattern recognition receptor， PRPs），在组织细胞吸收类胡萝卜素过程中发挥着关键作用［11］。B类清道夫受体包括CD36、Scarb1和LIMPⅡ （lysosomal integral membrane proteinⅡ） 3个主要成员，其中CD36和Scarb1都参与细胞内维生素A类类胡萝卜素的吸收过程［8， 12］。类胡萝卜素为脂溶性色素，在机体内首先与脂蛋白结合形成复合物，随后运输至特定组织进行沉积［13］。 Scarb1可作为高密度脂蛋白受体参与该复合物的识别，从而介导靶组织类胡萝卜素着色［14］。在哺乳动物中，  Scarb1基因的敲除使小鼠（Mus musculus）肠道对类胡萝卜素吸收显著降低［15］；在金丝雀（Serinus canaria）中，  Scarb1基因剪接异常会导致其对类胡萝卜素的吸收产生障碍，从而形成白色金丝雀［16］。在鱼类中也发现  Scarb1是斑马鱼（Danio rerio）黄色素细胞中类胡萝卜素沉积的必需基因［17］。此外通过miR-430b过表达抑制锦鲤（Cyprinus carpio）中  Scarb1基因的表达，可以降低皮肤鳞片中的类胡萝卜素含量和黄/红色素细胞密度，最终导致相应的着色缺陷和色素细胞减少［18］。上述研究说明  Scarb1基因参与脊椎动物体色的形成，并与类胡萝卜素的吸收和转运密切相关。

虹鳟（Oncorhynchus mykiss）属鲑科，太平洋鲑属，是一种对水质要求较高的冷水性鱼类，因其肉质鲜美、营养价值极高等特点，已成为中国广泛养殖的经济品种。目前虹鳟主要养殖品种有两种常见表型，分别为背部肤色呈黑灰色的野生型虹鳟（虹鳟）和背部肤色呈金黄色的突变型虹鳟（金鳟），是鱼类体色变异与改良研究的良好材料。鱼类皮肤和肌肉着色程度是评价其品质的重要指标，尽管  Scarb1基因在类胡萝卜素运输过程中的重要作用被广泛关注，但虹鳟中该基因的表达特征及其在体色形成中的作用研究相对缺乏。此外，本研究团队前期研究中发现随着金鳟皮肤黄色素的逐渐沉着，  Scarb1基因在其皮肤中的表达逐渐上升［19］。为此，本试验克隆虹鳟  Scarb1的cDNA序列全长，对其编码氨基酸和蛋白进行分析，并通过qRT-PCR技术分析  Scarb1在虹鳟、金鳟及杂交F1代胚胎发育不同阶段和成鱼不同组织中的表达模式，探究  Scarb1基因在虹鳟体色形成中的作用，为后期进一步阐明金鳟体色形成的分子机制提供基础资料。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验用鱼来源于甘肃农业大学水产科学实训中心。将受精卵置于孵化池中，自然孵化得到虹鳟、金鳟及其杂交F1代不同发育时期的胚胎样本，包括受精期、4细胞期、16细胞期、桑葚期、囊胚期、原肠期、神经期、体节期和心跳期；对出膜后的仔鱼继续培育，分别在出膜后1 d、出膜后3 d、出膜后5 d、出膜后7 d、出膜后10 d、出膜后1个月、出膜后2个月、出膜后3个月等发育阶段采集个体的背部皮肤。待虹鳟、金鳟和杂交F1代正常发育至约12月龄时，各挑取大小和体色相近的个体，经3-氨基苯甲酸乙酯（MS-222）麻醉后分别取背部皮肤、背部肌肉、头肾、肝脏、脾脏、心脏、鳃、脑、眼和肠共计10个组织，上述样品采集后放于液氮中速冻，后转至-80 ℃冰箱保存。

1.2 总RNA提取和cDNA合成

使用总RNA提取试剂盒（TIANGEN， 北京）得到虹鳟、金鳟及杂交F1代组织样品的总RNA，通过1%琼脂糖凝胶电泳和Nanodrop超微量分光光度计检测RNA样品的完整性和浓度及纯度。按反转录试剂盒（TaKaRa， 大连）的使用方法将检测合格的RNA样品进行反转录，所得cDNA放-20  ℃保存，待用。

1.3 虹鳟  Scarb1基因cDNA全长克隆

基于虹鳟皮肤转录组数据获得  Scarb1基因部分序列，使用Primer 5.0软件设计Scarb1-5′基因特异性引物（gene specific primer， GSP）、Scarb1-3′ GSP、Scarb1-3′巢式基因特异性引物（nested gene specific primer， NGSP） （表1）。以金鳟背部皮肤总RNA反转录而成的RACE Ready cDNA为模板，使用SMARTer○RRACE 5′/3′ Kit （Clontech， 美国）进行RACE扩增。扩增体系（50 μL）：ddH2O 15.5 μL，2×SeqAmp Buffer 25 μL，10×混合通用引物（UPM） 5 μL，5′或3′ GSP 1 μL，SeqAmp DNA Polymerase   1 μL，5′ 或 3′ RACE Ready cDNA 2.5 μL。反应条件：94 ℃ 30 s，72 ℃ 3 min （5 个循环）；94 ℃ 30 s，70 ℃ 30 s，72 ℃ 3 min （5 个循环）；94 ℃ 30 s，65 ℃ 30 s，72 ℃ 3 min （25 个循环）。以首轮3′扩增产物稀释50倍为模板进行巢式PCR扩增，体系（50 μL）：ddH2O 17 μL，2×SeqAmp Buffer 25 μL，短通用引物（UPS） 1 μL，3′ NGSP   1 μL，SeqAmp DNA Polymerase 1 μL，3′ RACE Ready cDNA 5 μL。扩增程序：94 ℃ 30 s，68 ℃ 30 s，72 ℃ 3 min （18 个循环）。

将上述PCR扩增产物进行纯化回收，并与pMD19-T载体（TaKaRa， 大连）连接后转化到Trans5α感受态细胞（TransGen， 北京）中，经过夜培养后，挑取阳性克隆菌送公司进行测序。

1.4 生物信息学分析

将测序序列使用DNAMAN软件进行拼接，从而获得  Scarb1基因的全长cDNA序列。用ORF finder （https：//www.ncbi.nlm.nih.gov/orffinder/）查找开放阅读框；利用ExPASy ProtParam （https：//web.expasy.org/protparam/）和ExPASy ProtScale （https：//web.expasy.org/protscale/）在线分析蛋白的基本理化性质与亲疏水性；磷酸化位点用在线工具NetPhos 3.1 Server （http：//www.cbs.dtu.dk/services/NetPhos/）进行预测；利用SignalP 5.0 （http：//www.cbs.dtu.dk/services/SignalP/）预测信号肽和糖基化位点；采用TMHMM 2.0 （http：//www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM-2.0/）进行跨膜结构分析；使用SMART （http：//smart.embl.de/）预测Scarb1蛋白的二级结构；利用Clustalx 2.0软件进行序列同源比对；进化树用MAGE 7.0软件中的邻接法（Neighbour-Joining）进行构建。

1.5 qRT-PCR检测和数据处理

根据  Scarb1基因cDNA序列全长为基础设计qRT-PCR引物Scarb1-F和Scarb1-R （表1）。以获得的虹鳟、金鳟及其杂交F1代各组织样品cDNA作为模板，β-actin为内参基因进行qRT-PCR反应。PCR反应体系参照荧光定量试剂盒说明书。扩增程序：95 ℃预变性30 s；95 ℃ 5 s，60 ℃ 34 s （40 个循环）。  Scarb1基因在虹鳟、金鳟及杂交F1代不同发育阶段和不同组织中的相对表达量用2-ΔΔCt法进行计算。采用SPSS 22.0中单因素方差分析（One-way ANOVA）和多重比较（Duncans）对试验数据进行显著性检验［20］。

2 结果与分析

2.1 虹鳟  Scarb1基因的cDNA全长克隆和氨基酸序列分析

虹鳟  Scarb1基因（GenBank No.ON456558）序列全长为2 032 bp，包含300 bp的5′-UTR和253 bp的3′-UTR，ORF为1 479 bp，共编码492个氨基酸。通过ProtParam分析显示Scarb1蛋白分子式为C2534H3916N630O708S33，理论分子质量为55.59 ku，等电点为6.56，亲水性平均系数为0.031，表明该蛋白为疏水性蛋白。通过NetPhos 3.1 Server和SignalP 5.0分析显示，  Scarb1编码的氨基酸序列存在34 个磷酸化位点和8 个N-糖基化位点，且不存在信号肽，属于非分泌性蛋白（图1）。

TMHMM 2.0预测显示，虹鳟Scarb1蛋白含2 个跨膜区，分别位于第7～29位和第  439～461位氨基酸，使用SMART分析显示，Scarb1蛋白含CD36保守结构域，位于第12～460位氨基酸。SOPMA对蛋白质二级结构预测显示，该蛋白由α-螺旋（28.05%）、β-转角  （4.88%）、延伸链（27.64%）和无规卷曲  （39.43%）4种结构组成（图2）。

2.2 Scarb1同源比对与系统进化分析

利用Clustalx软件对虹鳟与其他物种的Scarb1进行氨基酸多序列比对，发现虹鳟与大马哈鱼（Oncorhynchus keta）同源性高达98.58%，与大西洋鲑鱼（Salmo salar）、大菱鲆（Scophthalmus maximus）和半滑舌鳎（Cynoglossus semilaevis）的同源性达到80%以上，与斑马拟丽鱼（Maylandia zebra）、金鱼（Carassius auratus）、瓯江彩鲤（Cyprinus carpio var. color）和斑马鱼的同源性为71.69%～78.76%，且  Scarb1基因编码的CD36结构域在上述物种间相对保守（图3），与人类（Homo sapiens）和小鼠同源性分别为54.95%和54.87%，与热带爪蟾（Xenopus tropicalis）同源性最低为50.86%。

系统进化树结果显示，虹鳟与大马哈鱼亲缘关系最近，聚为一支，与其他硬骨鱼类聚为一大支，与人类、小鼠和热带爪蟾亲缘关系最远  （图4），这与Clustalx分析结果一致，反映虹鳟  Scarb1基因的进化地位和系统进化发育情况。

2.3   Scarb1在虹鳟、金鳟及杂交F1代不同时期中的表达分析

qRT-PCR检测结果显示，  Scarb1基因在虹鳟和金鳟9个胚胎发育时期及出膜后各发育阶段中均有不同程度表达（图5）。在虹鳟中，  Scarb1基因在受精期的表达量最高（P<0.05），在4细胞期、桑葚期、16细胞期、囊胚期和3 M的表达量依次递减，在原肠期至2 M中该基因表达量相对较低。在金鳟中，  Scarb1基因在4细胞期表达量最高且显著高于其他各时期（P<0.05），在受精期、16细胞期、桑葚期、囊胚期、3 M、2 M和1 M的表达量逐渐降低，在其他组织中的表达量较低且差异不显著（P<0.05）。对虹鳟和金鳟同一发育时期的表达量进行差异性分析发现，  Scarb1基因在胚胎期、7 dph、1 M、2 M和3 M中表达量差异极显著（P<0.01）。

Scarb1基因在杂交F1代胚胎期及出膜后各发育时期中的表达与双亲类似（图5）。  Scarb1基因在受精期至囊胚期中有较高表达，显著高于其他各时期（P<0.05）。与双亲同一发育阶段的表达量进行差异分析显示，  Scarb1基因在杂交F1代4细胞期、16细胞期、桑葚期、体节期、心跳期、1 dph、3 dph、5 dph、7 dph、10 dph、1 M和2 M中表达量与虹鳟存在极显著差异（P<0.01），在3 M中 Scarb1基因的表达量与虹鳟差异显著（P<0.05）。杂交F1代16细胞期、桑葚期、囊胚期、原肠期、神经期、体节期、心跳期、1 dph、3 dph、  5 dph、7 dph、10 dph和3 M中的表达量与金鳟差异极显著（P<0.01），在受精期和4细胞期中该基因表达量存在显著差异（P<0.05）。

2.4   Scarb1在虹鳟、金鳟及杂交F1代不同组织中的表达分析

在虹鳟、金鳟及其杂交F1代不同组织中的qRT-PCR结果显示，  Scarb1基因在虹鳟和金鳟各组织中均有表达，但主要集中在背部皮肤和眼睛（P<0.05），在其他组织中的表达相对较低（图6）。对虹鳟和金鳟相同组织的表达量进行差异性分析发现，  Scarb1在金鳟背部皮肤和背部肌肉等色素沉着性组织中的表达量极显著高于虹鳟  （P<0.01），此时  Scarb1在虹鳟脾脏和鳃中的表达量与金鳟存在显著差异（P<0.05），在头肾、肝脏和肠中的表达量存在极显著差异 （P<0.01）。

Scarb1基因在杂交F1代的10种组织中也均有表达，  Scarb1基因在杂交F1代不同组织中的表达主要集中在背部皮肤、眼和头肾中，在背部皮肤中的表达量最高（P<0.05），在肝脏中表达量最低（图6）。与  Scarb1在双亲相同组织的表达量差异进行分析显示，  Scarb1基因在杂交F1代头肾、脾脏、脑、眼和肠中的表达极显著高于双亲，在背部皮肤中表达量介于双亲之间，且  Scarb1基因在杂交F1代各组织中的表达量与双亲均存在极显著（P<0.01）或显著差异（P<  0.05）。

3 讨  论

鱼类不同类型的色素细胞含有相应的色素颗粒，色素颗粒类型和数量分布的变化以及色素细胞在表层中的迁移均会导致体色的改变［21］。类胡萝卜素作为鱼类中广泛存在的一类色素，能够呈现出不同的色泽，鱼类体表组织中大多数红色、橙色及黄色都是以类胡萝卜素为基础的［22］。除着色作用外，类胡萝卜素在促进机体细胞增殖、分化和机体免疫等方面也发挥着重要作用［23］。类胡萝卜素受自身脂溶性与高度疏水性的限制，在血液或血淋巴中进行转运时需要与脂蛋白或载脂蛋白进行结合，从而转移至特定的组织进行沉积［24］。  Scarb1是类胡萝卜素吸收过程中的关键基因，编码的脂蛋白受体能选择性识别脂蛋白，继而被靶组织摄取以介导类胡萝卜素向细胞内转运［13］。另外，鱼类皮肤中类胡萝卜素沉积与脂质储存的方式相一致，说明  Scarb1基因的表达水平可以间接反映类胡萝卜素的含量［25］。本研究克隆虹鳟  Scarb1基因，并运用qRT-PCR技术分析该基因在虹鳟、金鳟及杂交F1代不同发育阶段和不同组织中的表达模式，从而深入了解  Scarb1基因在虹鳟体色形成中的作用。

本研究获得虹鳟  Scarb1基因的全长序列为2 032 bp，预测编码492个氨基酸。  Scarb1基因编码的蛋白结构高度保守，并具有保守CD36结构域和N-糖基化位点等B类清道夫受体的典型结构特征，这与草鱼（Ctenopharyngodon idellus）   Scarb1基因的分析结果相一致［26］。在功能上，CD36结构域负责配体结合［12］，N-糖基化位点可以影响 Scarb1的细胞内运输和脂质转运蛋白的活性［27］。虹鳟  Scarb1基因编码的氨基酸序列与分类学地位相同的大马哈鱼同源性最高达  98.58%，与其他硬骨鱼类如大西洋鲑鱼、半滑舌鳎、瓯江彩鲤的同源性为71.69%～89.44%，表明该基因在生物进化过程中具有高度保守性。系统发育树结果显示金鳟与大马哈鱼亲缘关系最近，其次是其他硬骨鱼类，与哺乳动物和两栖动物的亲缘关系最远，这表明虹鳟  Scarb1基因的进化地位和系统进化发育情况相一致。

为了进一步明确虹鳟  Scarb1基因表达与其体色形成的关系，本研究检测分析了虹鳟、金鳟及杂交F1代不同发育阶段和组织中  Scarb1的相对表达量。结果发现  Scarb1基因在虹鳟、金鳟及F1代胚胎期和出膜后各时期均有表达，主要在受精期、4细胞期、16细胞期、桑葚期和囊胚期表达，在发育至原肠期时表达量骤减。色素细胞的前体是来自神经脊无色素沉积的色素母细胞，其通过背外侧或腹侧途径迁移至各组织中，最后分化成不同类型色素细胞［28］。研究发现，  Scarb1在鸟类卵子发育时脂质资源从体内转运到卵子中的过程对胚胎的生长发育至关重要［29］。在鱼类中也发现类胡萝卜素与胚胎发育存在潜在相关性［30］。对虹鳟、金鳟及杂交F1代胚胎组织学观察发现，在桑葚期之前其色素细胞尚未开始形成，而  Scarb1在胚胎发育前期即出现高表达现象，推测  Scarb1基因不仅参与类胡萝卜素的吸收与运输过程，可能还发挥其他的生物学功能，例如机体内脂质转运和胚胎发育等［24］。除此之外，研究发现细胞中维生素D和维生素E的吸收过程也与  Scarb1基因密切相关［23］。在金鳟胚胎培养时观察发现原肠期囊胚表面细胞向卵黄部分下包，色素细胞逐渐分化成熟［31］。对红斑马鱼（Brachydanio rerio）早期体色发育过程研究发现，红斑马鱼背部最先形成黑色素细胞，并逐渐增多且沿着背部和腹部进行扩散，随后黄色素细胞也开始形成并迁移［21］。另外，在胚胎发育的后期阶段，黄色素细胞形成后黑色素细胞还未减少和消退，此时两者同时生长可能会相互影响［32］。因此，本试验所测  Scarb1基因在原肠期至出膜后10日龄表达较低可能与此有关。而  Scarb1基因在金鳟1月龄至3月龄背部皮肤的表达量呈上升趋势且显著高于虹鳟和F1代，说明此时期金鳟黄色素细胞发育可能占主导地位，并预示  Scarb1基因可能在黄色素细胞形成过程中发挥着重要  作用。

组织表达结果显示，  Scarb1基因在12月龄虹鳟、金鳟及杂交F1代的10个组织中均有表达。其中，  Scarb1基因在背部皮肤和眼等色素沉着性组织中的表达量较高，且在背部皮肤中的表达量显著高于其他组织（P<0.05），表现出明显的组织特异性，这与  Scarb1基因在瓯江彩鲤中的表达规律相一致［24］。类胡萝卜素在鲑鳟鱼类不同发育阶段色素沉积部位不同，幼鱼期主要沉积于皮肤，鱼种期主要在肌肉，性成熟期又转移至皮肤［33］。2002年在果蝇（Drosophilidae）中首次报道了  Scarb1同源蛋白NinaD基因，研究发现该基因参与视觉发色团的形成，同时认为  Scarb1基因参与果蝇眼睛中类胡萝卜素的运输过程。说明  Scarb1基因在背部皮肤和眼的高表达可能与类胡萝卜素在组织中的沉积有关［34］。  Scarb1基因在虹鳟与金鳟头肾和鳃中表达量较低，这一结果与  Scarb1在虾夷扇贝中的表达模式相似［35］。研究发现，  Scarb1基因存在于脑神经的小神经胶质细胞和血管内皮细胞上，参与小神经胶质细胞粘附和神经凋亡体的清除等过程［36］。  Scarb1基因在脑中的高表达可能与此有关。研究表明，  Scarb1基因参与肠道中类胡萝卜素的吸收，且在大西洋鲑鱼中肠的表达相对较高［17］。这与本研究中  Scarb1基因在虹鳟、金鳟及杂交F1代肠道中的表达模式相反，说明  Scarb1基因在不同鱼类中其组织表达模式存在较大差异。此外，  Scarb1基因在“全红”和”粉玉”瓯江彩鲤之间存在极显著性表达差异（P<0.01），  Scarb1主要在“全红”皮肤中进行表达，而在“粉玉”皮肤中不表达或者表达量极低［37］。本研究中，  Scarb1基因在金鳟背部皮肤表达量高于虹鳟和杂交F1代，说明  Scarb1在该类组织中存在着重要调控作用。结合  Scarb1基因在虹鳟、金鳟及杂交F1代同一组织qRT-PCR结果的差异分析，表明  Scarb1基因可能与金鳟黄色体色的形成有关。

4 结  论

本研究从虹鳟背部皮肤克隆获得了  Scarb1基因的全长序列，通过生物信息学分析发现Scarb1存在CD36保守结构域，且在不同物种间具有较高的保守性。  Scarb1基因在虹鳟、金鳟及杂交F1代各组织中的表达主要集中背部皮肤和眼等色素沉着性组织，且该基因在金鳟背部皮肤中的表达显著高于虹鳟和杂交F1代。综上表明，  Scarb1基因可能参与虹鳟体色的形成，并与金鳟黄色表型的形成密切相关。该结果为进一步研究  Scarb1基因在金鳟黄色体色形成中的作用提供基础资料。

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Cloning， Bioinformatics and Tissues Expression Analysis of   Scarb1 Gene in Rainbow Trout

ZHANG Dongqiang1， HUANG Jinqiang1， LI Yongjuan1，2， WU Shenji1， ZHAO Lu1 and SONG Yufang1

（1.College of Animal Science and Technology， Gansu Agricultural University， Lanzhou 730070，

China; 2. College of Science， Gansu Agricultural University， Lanzhou 730070，China）

Abstract Scavenger receptor class B member 1 （Scarb1）， a cell surface membrane receptor protein， plays an important role in the formation of skin color in animals. To study the function of   Scarb1 gene in the formation of  skin  color of rainbow trout （Oncorhynchus mykiss）， we obtained the full-length cDNA sequence of rainbow trout   Scarb1 gene by RACE technique， and analyzed its sequence features by bioinformatics. The quantitative real-time PCR （qRT-PCR） was used to detect the expression of   Scarb1 gene at different developmental stages and tissues of wild-type rainbow trout （WT）， yellow mutant rainbow trout （YM） and their hybrid F1 generation. The results showed that the full length of   Scarb1 cDNA was 2 032 bp， with an open reading frame of  1 479 bp，encoding   492-amino acid protein.The  molecular  mass  of the protein was approximately 55.59 ku  and conserved CD36 structural domain and two transmembrane regions. The homology analysis showed that the amino acid sequence similarity of   Scarb1 between rainbow trout and other bony fishes was 71.69% to 98.58%.The phylogenetic analysis showed that rainbow trout had the closest relationship with salmon， and the farthest relationship with mammals and amphibians.The qRT-PCR analysis showed that   Scarb1 gene was expressed at embryo and post hatch stages of WT and YM， and the expression at fertilization stage， 4-cell， 16-cell and multi-cell was significantly higher than that at other stages （P<0.05）. Additionally， the expression of   Scarb1 gene was extremely significant differences （P<0.01） at the embryonic stage， 7 dph （days post hatch）， 1 M （month post hatch）， 2 M and 3 M stage of WT and YM. The expression of   Scarb1 gene was higher at the dorsal skin and dorsal muscle， and the dorsal skin of YM  was significantly higher than that of WT  （P<0.01）. Moreover， the expression pattern of   Scarb1 gene at different developmental stages of F1 generation was consistent with that of both parents， and the expression of the gene in the dorsal skin of the F1 generation was intermediate between the both parents. All these results suggest that the   Scarb1 gene may play an important role in the formation of yellow skin color in YM.

Key words Rainbow trout; Skin color; Scavenger receptor class B member 1 （  Scarb1）; Gene cloning; Expression analysis

Received  2022-10-19    Returned 2022-12-26

Foundation item National Natural Science Foundation of China （No.31760755）;Discipline Team Project of Gansu Agricultural University（No.GAU-XKTD-2022-23）.

First author  ZHANG Dongqiang， male， master student. Research area：aquaculture biotechnology. E-mail：514024286@qq.com

Corresponding   author HUANG Jinqiang， male， professor， doctoral supervisor. Research area：aquaculture biotechnology. E-mail：huangjq@gsau.edu.cn

（责任编辑：顾玉兰 Responsible editor：GU Yulan）