缺刻缘绿藻FAD基因的序列特征及其相对转录量对氮饥饿的响应

• 作者: 刘凡 周志刚 李慧 李春阳 欧阳珑玲
• 来源期刊: 中国水产科学
• 学科: 生物学
• 关键词: 缺刻缘绿藻 脂肪酸去饱和酶 基因克隆 实时荧光定量PCR 氮饥饿
• 年，卷（期）: 2012,（5）
• 页码范围: 729-740
• 分类号: Q945
• 字数: 7493字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3724/SP.J.1118.2012.00729

摘要

为探讨缺刻缘绿藻(Myrmecia incisa)花生四烯酸(20:4ω6,AA)合成过程中一系列脂肪酸去饱和酶(FAD)的作用,本研究克隆了△12、△6及△5 FAD基因的cDNA全长序列(GenBank登录号分别为JN205757、JN205755和JN205756)及其相应的DNA序列.它们的cDNA全长分别为1 806 bp、2 674 bp及2 318 bp,其中ORF长为1 137bp、1 443 bp和1 446 bp,分别编码由378、480和481个氨基酸组成的蛋白；通过其cDNA与DNA序列的比对,发现△12、△6及△5 FAD基因分别具有4、5和7个内含子,其剪切位点均符合“GT-AG”规则.△12、△6和△5 FAD编码蛋白均富含疏水性氨基酸,约占各自氨基酸组成的52.8％、46.6％及50.9％.密码子的偏好性与缺刻缘绿藻其他基因保持一致.推测这3个FAD基因编码蛋白都存在4个跨膜区,而△12和△5 FAD还各有一个明显不跨膜的疏水区；都具有FAD家族各自相对保守的3个组氨酸簇基序.基于缺刻缘绿藻和其他物种相应的FAD基因编码蛋白序列所构建的Neighbor-j oining(NJ)系统进化树,表明△12、△6、△5及ω3 FAD分别隶属于各自的分支,其中,△12与ω3 FAD的亲缘关系较近,而△6与△5 FAD具有较近的亲缘关系.利用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,Q-RT-PCR)分析这3个FAD基因在缺刻缘绿藻缺氮培养96 h后又恢复氮培养72 h过程中的相对转录量,结果表明这3个基因的相对转录量都受到氮信号的调控,它们随着氮饥饿培养时间延长明显上升,而氮恢复培养后迅速并显著地下降到氮饥饿胁迫前的水平.结合已知脂肪酸成分在此过程中的变化,推测这3个基因对缺刻缘绿藻AA的合成和积累都起着重要的作用,而△6 FAD的作用可能更关键.