无机磷胁迫条件下的东海原甲藻差异表达基因的克隆与分析

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:edu009
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东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)是我国东海海域最主要的赤潮原因种之一。东海原甲藻赤潮以其高频率、大规模和持续时间长已引起了科研人员的广泛关注,但目前大多研究主要集中在生理生态、生活史及形态分类的探讨,而有关东海原甲藻赤潮生消机制的分子生物学研究却较少。溶解无机磷是东海原甲藻磷源的直接来源,然而对赤潮爆发地调查的资料显示,当赤潮爆发时海水中溶解无机磷含量并不高。故本课题通过模拟无机磷限制条件,来研究东海原甲藻响应无机磷胁迫的分子机制。  本课题利用抑制性差减杂交技术(suppression subtractive hybridization, SSH)构建了无机磷胁迫与非胁迫条件下东海原甲藻差异性表达基因的cDNA文库,拟在分子水平上探讨东海原甲藻响应无机磷胁迫的分子机制。分别以F/2-Si(对照组)和不添加无机磷元素的F/2-Si(实验组)培养基培养藻细胞,并于处理后的8 h、12 h、24 h和48 h收集藻细胞,提取总mRNA构建SSH-cDNA文库,把总mRNA反转录成cDNA加上接头后进行两轮差减杂交和两轮抑制性巢式PCR,最后将第二轮巢式PCR产物通过T–A克隆的方法与pMD?18–T Vector载体连接并转化到DH5α大肠杆菌中,随机挑选480个单克隆进行菌落PCR鉴定获得463个阳性克隆。进而通过商业量测序得到444个基因序列。用Contig Express软件出去引物及载体序列后在GenBank数据库中进行BlastX/BlastN比对分析,共鉴定出134个有效ESTs,根据参与的生物过程及分子功能,可将这些基因分成11大类,即:(1)细胞防卫和内稳态基因(3.73%);(2)蛋白质代谢相关基因(20.15%);(3)应激反应相关基因(5.22%);(4)细胞骨架和结构蛋白(6.72%);(5)DNA代谢和修复相关基因(0.75%);(6)未分类或位置功能的基因(26.87%);(7)参与信号通路基因(6.72%);(8)细胞代谢相关基因(20.90%);(9)转录和翻译调控相关基因(2.24%);(10)磷代谢相关基因(3.00%);(11)细胞周期相关基因(3.73%)。  为进一步验证所构建的差减文库是否代表差异表达的基因,分别选定与细胞代谢和应激反应相关的出5个基因,即NAD-dependent deacetylase、Extracellular sulfatase Sulf-1、Heat shock protein90、Heat shock protein70和Heat shock pr otein40作为考察对象,应用荧光定量PCR考察对照组和实验组中东海原甲藻基因的差异表达情况。结果显示:5个基因都有不同程度的差异性表达,其中除了H eat shock protein70以外其余4个基因经无机磷胁迫处理后表达量均上调,经配对T-检测NAD-dependent deacetylase、Extracellular sulfatase Sulf-1和Heat shock protein40处理前后表达量在统计学上有显著差异(P<0.05)。可见,本实验构建的SSH-cDNA文库基本代表差异表达的基因。
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