团头鲂HOZBA族4个前部基因及其重复基因的全长CDNA克隆及表达研究
脊椎动物的Hox基因是一类重要的生长和发育调节基因，它编码的具螺旋-转角-螺旋结构的转录因子，能与特定区域的DNA结合，从而调节动物胚胎发育过程中体轴的形成。鱼类特有的第3轮和第4轮全基组复制使得Hox族基因加倍，重复Hox基因功能歧化可能造就了鱼类丰富多彩的体形和新物种。Hox基因族在不同的哺乳动物中都具有相同的基因，但在辐鳍鱼类中Hox基因的数量和组成各不相同。因此，辐鳍鱼类的Hox族重复基因，可作为研究重复基因功能歧化和形态进化相互关系的良好模型。 鉴于此，本研究以团头鲂为材料，采用cDNA末端快速扩增法（RACE）克隆了团头鲂HoxBa族4个前部基因HoxB1a、HoxB2a、HoxB3a和HoxB4a及HoxB1a重复基因HoxB1b的全长cDNA，并对其不同时期胚胎和成鱼不同组织进行RT-PCR研究，以探索这些基因的时空表达特征。此外，本文还克隆了HoxBa族上miR-10c基因，为将来研究miR-10小RNA对HoxB族前部基因的调控作用奠定了基础。主要研究结果如下： （1）克隆了HoxB1a、HoxB1b、HoxB2a、HoxB3a、HoxB4a5个HoxB族前部基因全长cDNA序列和HoxBa族上miR-10c基因序列，序列已提交GenBank。 （2）对全长序列进行分析，预测得到HoxB1a的3’非编码区存在2个．MicroRNAmiR-10靶位点，HoxB3a的编码区中存在3个miR-10靶位点，表明HoxB族5个前部基因至少有2个受到miR-10的调控。 （3）对所克隆的基因进行同源比较，结果表明，在所研究5个基因中团头鲂与斑马鱼的序列相似性为89％～96％，说明团头鲂与斑马鱼具有较高同源性。 （4）胚胎不同时期RT-PCR结果表明，HoxB1a和HoxB1b在受精12小时后的体节（somite）出现期开始表达，而HoxB2a、HoxB3a和HoxB4a相对滞后，为受精后16小时后开始表达，5个基因在出膜后的子鱼中均有表达，表明HoxB簇5个前部基因在团头鲂胚胎表达中具有时间差异性。 （5）对团头鲂成鱼不同组织或器官RT-PCR结果显示，HoxB1a基因在所检测组织中均不表达，而与之正好相反，其重复基因HoxB1b则全部表达。HoxB2a和HoxB3a基因在大部分器官或组织中都表达，HoxB4a基因在脾脏和肾脏中特异性表达，表明除HoxB1a外，其余4个HoxB族前部基因都与成鱼某些生命功能密切相关。 （6）对团头鲂HoxB1重复基因的ORF氨基酸序列与其他硬骨鱼类比较分析结果表明，团头鲂与斑马鱼HoxB1b基因与HoxB1a基因共有11个相同残基，并且这些残基在其他鱼类HoxB1b基因中不存在，推测团头鲂HoxB1重复基因可能也为亚功能化结果。 （7）对HoxB1重复基因的RT-PCR研究表明，HoxB1a和HoxB1b共同调控团头鲂胚胎发育，可能存在功能冗余特征；但在成鱼中仅HoxB1b基因表达，承担HoxB1祖基因功能。 HoxB族5个前部基因全长cDNA的克隆，为进一步研究这5个基因的胚胎空间表达特征以及组织的细胞表达特征奠定基础。其中，对团头鲂HoxB1重复基因全长cDNA克隆及时空表达特征研究，为研究其发育功能歧化特征和功能保留机制提供了一定的参考资料。对HoxB族前部基因在不同胚胎期的表达研究，为研究Hox基因的共线性表达方式提供了一些基础性资料。国内外对Hox基因的功能研究基本都在胚胎阶段，在成鱼不同组织中的表达研究尚未开展过，本实验证明了4个HoxB族前部基因在团头鲂成鱼中亦有其作用。此外，miR-10c基因的克隆为研究小RNA对HoxB族前部基因的调控抑制作用奠定了基础。
- 作者：
- 何珠子
- 学位授予单位：
- 上海海洋大学
- 专业名称：
- 水产养殖
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2009年
- 导师姓名：
- 邹曙明
- 中图分类号：
- Q959.483；Q78
- 关键词：
- 团头鲂；HOZ族；重复基因；RT-PCR技术；胚胎发育；CDNA克隆
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