缺刻缘绿藻ω3脂肪酸去饱和酶基因的特性及在氮饥饿过程中相对转录量的分析

作     者：李春阳 杜道海 于水燕 李慧 刘凡 周志刚 LI Chun-yang1,DU Dao-hai1,YU Shui-yan1,LI Hui1,LIU Fan1,ZHOU Zhi-gang1,2 ( 1. Key Laboratory of Aquatic Genetic Resources and Utilization,Ministry of Agriculture, Shanghai Ocean University,Shanghai 201306,China;2. Aqualulture Division,E-Institute of Shanghai Municipal Education Commission, Shanghai Ocean University,Shanghai 201306,China)

作者机构：上海海洋大学农业部水产种质资源与利用重点开放实验室 上海市高校水产养殖学E-研究院上海海洋大学水产与生命学院 

出 版 物：《水产学报》 (Journal of Fisheries of China)

年 卷 期：2010年第34卷第9期

页      面：1343-1353页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 07[理学] 09[农学] 071007[理学-遗传学] 0901[农学-作物学] 090102[农学-作物遗传育种] 

基　　金：国家自然科学基金项目(30972243) 国家“八六三”高技术研究发展计划(2009AA064401) 教育部留学回国人员科研启动基金资助项目 上海市教育委员会科研创新项目(09ZZ167) 海洋生物学重点学科资助项目(J50701) 

主　　题：缺刻缘绿藻 ω3脂肪酸去饱和酶基因 氮饥饿 实时荧光定量PCR 脂肪酸 

摘      要：根据莱茵衣藻和普通小球藻ω3脂肪酸去饱和酶氨基酸序列(GenBank登录号分别为ABL09485和BAB78717)的保守区(TMFWALF和HHDIGTH)设计简并引物,以缺刻缘绿藻H4301总RNA为模板,通过反转录PCR和cDNA末端快速克隆技术(RACE),克隆了缺刻缘绿藻ω3脂肪酸去饱和酶基因的cDNA全长序列(GenBank登录号:EU658930),它与莱茵衣藻的这个基因具有69%相似性。该基因cDNA序列长2330bp,其中5’-非翻译区长107bp;3’-非翻译区912bp,且具有明显的poly(A)尾巴;开放阅读框1311bp,编码一个436个氨基酸的蛋白质,分子量为49.06ku,等电点7.85;该基因编码的蛋白为膜结合蛋白,含有2个疏水区域和3个保守的组氨酸簇基序。将该基因的cDNA序列与其DNA序列比对后,发现该基因在其编码区存在6个内含子,剪切位点均符合 GT-AG 规则。实时荧光定量PCR结果显示,在氮饥饿培养过程中,缺刻缘绿藻ω3脂肪酸去饱和酶基因的相对转录量在4h时可能因休克显著提高(P0.05),然后开始下调,12h开始显著下降(P0.05),并在20h降到最低(约为完全培养基的11.6%),此后保持在低水平(为完全培养基的23.2%)波动(P0.01)。脂肪酸组分的气相色谱结果表明,在氮饥饿培养过程中,花生四烯酸占总脂肪酸的百分含量逐步提高,而作为多不饱和脂肪酸ω3合成途径的产物,如α-亚麻酸和十六碳三烯酸(16∶3ω3)的百分含量在40h或96h后都显著降低(P0.05)。这些结果表明缺刻缘绿藻ω3脂肪酸去饱和酶基因在氮饥饿过程中的相对低转录量,导致ω3合成途径相关产物百分含量的降低,确保了该藻沿着ω6途径来合成与积累花生四烯酸以提高其百分含量。另外,十六碳二烯酸(16∶2ω6)、亚油酸及花生四烯酸都可能是该克隆基因所编码ω3脂肪酸去饱和酶的反应底物。