日本沼虾表皮Serpin基因克隆及免疫功能的初步研究

摘要

丝氨酸蛋白酶级联反应介导的黑化是甲壳动物重要的免疫反应，丝氨酸蛋白酶抑制剂(serine proteinase inhibitor, Serpin)是黑化反应的重要调节因子，而甲壳动物表皮Serpin的有关研究较少.为了探索表皮Serpin在日本沼虾(Macrobrachium nipponense)免疫反应中的功能，基于前期转录组数据，利用PCR、RACE和生物信息学从日本沼虾表皮克隆并鉴定了1个新的Serpin基因，命名为MnSerpin,利用RT-qPCR和RNAi等方法，研究了该基因时空表达模式、嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)攻毒后表皮MnSerpin的转录水平以及日本沼虾死亡率的变化.结果显示，MnSerpin cDNA全长2 181 bp,编码419个氨基酸，具有Serpin结构域.MnSerpin在腹背部表皮、鳃、血细胞、胃、心、肝胰腺等多种组织均有表达；表皮MnSerpin的表达与蜕皮周期有关，与蜕皮间期(C期)相比，在蜕皮后早期(A期)最高，增加6.06倍(P<0.01).嗜水气单胞菌攻毒后，表皮MnSerpin的相对表达量在6 h达到了峰值，比对照组增加3.77倍(P<0.01).在腹背部第二节的关节膜内注射3μg dsRNA溶液，每12 h注射1次，共注射3次，最后一次注射后12 h,干扰效率最高，表皮MnSerpin的相对表达量同比下降58%(P<0.01).在干扰效率最高的时间点攻毒，120 h内，干扰组虾的累计死亡率比未干扰组增加16%(P<0.01).结果表明，日本沼虾表皮MnSerpin是重要的免疫因子，MnSerpin的表达存在组织以及蜕皮周期不同阶段的差异，该基因表达下调能显著增加嗜水气单胞菌感染虾的死亡率.

关键词

日本沼虾(Macrobrachium nipponense) / 表皮 / MnSerpin / RNAi