海蜇dmrta2基因的克隆及其在橫裂生殖中的表達(dá)分析

葛建龍, 陳曉輝, 陳四清, 劉長琳, 陳昱辰, 邊 力, 張盛農(nóng)

海蜇基因的克隆及其在橫裂生殖中的表達(dá)分析

葛建龍1, 陳曉輝1, 陳四清1, 劉長琳1, 陳昱辰2, 邊 力1, 張盛農(nóng)1

(1. 中國水產(chǎn)科學(xué)研究院 黃海水產(chǎn)研究所, 青島海洋科學(xué)與技術(shù)試點(diǎn)國家實(shí)驗(yàn)室海洋漁業(yè)科學(xué)與食物產(chǎn)出過程功能實(shí)驗(yàn)室, 山東 青島 266071; 2. 鹽城市華億水產(chǎn)有限公司, 江蘇 鹽城 224300)

基因家族在后生動物性別決定與分化以及組織和器官的形成等發(fā)育過程中發(fā)揮著重要作用。為探究家族基因在海蜇()橫裂生殖中的功能, 本研究以海蜇轉(zhuǎn)錄組測序獲得的基因片段為基礎(chǔ), 通過RACE技術(shù)獲得了海蜇基因的cDNA全長, 并分析了其在橫裂生殖不同時期的表達(dá)模式。結(jié)果顯示海蜇基因cDNA全長為1 804 bp, 開放閱讀框?yàn)? 011 bp, 所編碼蛋白質(zhì)含336個氨基酸, 分子質(zhì)量為37.25 kDa, 理論等電點(diǎn)為9.11。預(yù)測海蜇編碼蛋白為親水性蛋白質(zhì), 無跨膜區(qū)域, 不含信號肽。在33至79位氨基酸之間具有基因家族保守的DM結(jié)構(gòu)域, 與珊瑚、果蠅等物種的同源基因相應(yīng)區(qū)域高度一致。系統(tǒng)進(jìn)化分析顯示, 海蜇DMRTA2與鹿角珊瑚DMRTA2和DMRT3以及海葵DMRTA2的親緣關(guān)系最近。原位雜交顯示基因在海蜇橫裂生殖后期主要表達(dá)于感覺緣葉原基位置, 在初生碟狀體中表達(dá)于感覺棍位置。研究結(jié)果表明,基因參與海蜇橫裂生殖過程, 可能主要與感覺棍神經(jīng)系統(tǒng)的分化發(fā)育相關(guān), 研究為進(jìn)一步解析海蜇等缽水母橫裂生殖的分子調(diào)控機(jī)制提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

海蜇; 橫裂生殖;; 表達(dá)模式

(double-sex and mab-3 relatated transc-ri-p-tion factor) 是指與果蠅基因和線蟲基因同源的一類轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子, 主要特征是所編碼的多肽鏈中包含保守的鋅指樣DNA結(jié)合基序—DM結(jié)構(gòu)域[1]。目前, 除海綿動物外所有后生動物中均報道了基因的存在[2], 而不同物種中基因的種類不盡相同[1], 功能涉及性別決定與分化、組織和器官的形成以及相關(guān)功能的維持等多方面[3]。

海蜇()主要分布于西北太平洋, 其生長迅速、膠質(zhì)層厚實(shí), 深受消費(fèi)者喜愛, 是我國重要的增養(yǎng)殖品種, 同時是我國開展缽水母研究的代表種類[4]。海蜇具有世代交替的生活史, 包括營棲息生活的無性階段(即缽口幼體或水螅體)和營浮游生活的有性階段(即水母體)[4]。在這樣的生命周期中, 從水螅體轉(zhuǎn)變?yōu)樗阁w是通過一個有序變態(tài)的過程實(shí)現(xiàn)的, 即“橫裂生殖”。橫裂生殖是海蜇等缽水母特有的一種無性繁殖方式, 首先, 橫向收縮將水螅體從近口端向遠(yuǎn)口端依次分割為裂節(jié), 其次, 兩個收縮之間的裂節(jié)部分經(jīng)過變態(tài)發(fā)育成碟狀體, 隨后, 它們與水螅體母體脫離開始其浮游生活, 并在幾周內(nèi)生長為幼水母[5]。隨著一次橫裂生殖的完成, 一些水螅體可以再生一個新的口柄和觸手, 并恢復(fù)他們以前的生活方式[5]。生活史各環(huán)節(jié)中, 橫裂生殖是缽水母從水螅體向水母體轉(zhuǎn)變的重要階段, 是影響水母體種群數(shù)量的重要環(huán)節(jié)。

橫裂生殖作為缽水母特有的無性生殖方式, 其顯著地變態(tài)發(fā)育過程一直吸引著國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注[6-7]。我們先前的研究發(fā)現(xiàn)家族基因等11個轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子可能與海蜇橫裂生殖相關(guān)[8], 與該研究結(jié)果相似, 在海月水母()中也鑒定了一個可能與橫裂生殖相關(guān)的家族基因[9], 然而家族基因在缽水母橫裂生殖中的具體作用尚無研究報道。因此, 本研究基于轉(zhuǎn)錄組測序獲得的海蜇基因的部分序列, 通過RACE(rapid-amplification of cDNA ends)技術(shù)獲得了該基因的全長序列, 并分析了其在海蜇橫裂生殖過程的表達(dá)模式, 旨在為闡明海蜇橫裂生殖分子調(diào)控機(jī)制提供一定基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

海蜇螅狀體來自江蘇省鹽城市金洋水產(chǎn)良種場, 運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室暫養(yǎng)于光照培養(yǎng)箱中, 螅狀體為當(dāng)年繁育獲得。采用升溫法(培育水溫按2 ℃/d, 由10 ℃升高至18 ℃)誘導(dǎo)其橫裂生殖, 分別獲取螅狀體、橫裂初期、橫裂后期和碟狀體時期的樣品, 用于RNA提取的樣品浸入液氮速凍后保存于–80 ℃超低溫冰箱。

1.2 總RNA提取以及基因全長的克隆

采用Trizol法提取各樣品總RNA, 具體步驟參照Trizol試劑(Invitrogen)使用說明書。RNA質(zhì)量及濃度分別通過1%瓊脂糖凝膠電泳和Nanodrop 2000紫外分光光度計檢測合格后, 利用Prime Script? RT reagent Kit試劑盒(TaKaRa), 反轉(zhuǎn)錄獲得cDNA第一鏈。

首先, 以先前轉(zhuǎn)錄組測序中獲得的一段同源序列為核心序列, 據(jù)此設(shè)計核心片段擴(kuò)增引物(表1), 通過PCR擴(kuò)增和Sanger測序確認(rèn)核心序列。然后, 以確認(rèn)后的核心序列為模板分別設(shè)計5′RACE和3′RACE的特異性引物, 按照SMARTTMRACE cDNA Amplification Kit試劑盒(Clontech)操作說明擴(kuò)增基因5′末端和3′末端。PCR產(chǎn)物經(jīng)切膠回收目的片段, 連接至 pMD19-T 載體后轉(zhuǎn)入E. coli DH5α細(xì)胞中, LB液體培養(yǎng)基培養(yǎng)后均勻涂布于LA(含氨芐青霉素)固體平板, 挑取陽性克隆樣品送至上海生工生物公司測序。最后, 利用SeqMan將核心片段及5′RACE和3′RACE片段的測序結(jié)果進(jìn)行拼接, 獲得cDNA序列全長。

表1 基因克隆及表達(dá)分析所用引物序列

1.3 生物信息學(xué)分析

利用 ORF Finder (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gorf/ gorf.html)分析基因ORF并推導(dǎo)氨基酸序列; BlastP (http://blast.ncbi.nih.gov/)預(yù)測氨基酸序列的保守結(jié)構(gòu)域及同源序列檢索; ClusterX2將海蜇與其他物種相應(yīng)的氨基酸序列進(jìn)行多重序列比對分析; Mega 7 構(gòu)建N-J系統(tǒng)進(jìn)化樹; SignalP 5.1(http://www. cbs.dtu.dk/services/SignalP/)和TMHMM Server v.2.0 (http://www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM-2.0/)分別預(yù)測是否具有信號肽和跨膜結(jié)構(gòu)域; ProtParam(https:// web.expasy.org/protparam/)和Protscale(http://web.expasy.org/protscale/)分析氨基酸序列的理化性質(zhì)及蛋白質(zhì)的疏水性; PSORT II Prediction(https://psort.hgc.jp/ form2.html)預(yù)測蛋白亞細(xì)胞定位。

1.4 RT-PCR定量分析

根據(jù)基因全長序列設(shè)計實(shí)時定量PCR引物(表1), 以為內(nèi)參基因, 以cDNA為模板, 采用SYBR Green試劑盒(Takara), 在ABI StepOneTM Plus 熒光定量PCR儀上進(jìn)行定量PCR分析。反應(yīng)體系如下: 2×Green PCR Master Mix 5 μL、引物(10 μmol/L)各0.2 μL和cDNA模板1 μL, 加PCR水至10 μL。擴(kuò)增程序: 95 ℃、10 s; 95 ℃、15 s, 60 ℃、60 s, 40個循環(huán), 每個循環(huán)最后一步時采集熒光信號。每個時期樣品設(shè)3個生物學(xué)重復(fù)和技術(shù)重復(fù), 相對定量的結(jié)果采用2–ΔΔCt法進(jìn)行計算, 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在Excel中進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和圖表繪制, 運(yùn)用 SPSS 16.0軟件進(jìn)行ANOVA差異顯著性分析。

1.5 整體原位雜交

用于整體原位雜交的樣品, 先在2%烏來糖中(海水配置)麻醉10 min, 然后用新鮮配制的4%多聚甲醛-海水固定20 min, 按25%、50%、75%、100%梯度替換為4%多聚甲醛-PBS, 每次10 min, 4 ℃固定過夜, 最后, 按25%、50%、75%、100%梯度替換為100%甲醇, –20 ℃保存。

采用體外轉(zhuǎn)錄法制備地高辛標(biāo)記RNA探針, 方法參考T7/SP6轉(zhuǎn)錄試劑盒(Invitrogen)說明書。首先, 設(shè)計正義和反義探針引物(表1), 并分別在正向引物或者反向引物5′端加T7啟動子序列, 進(jìn)行PCR擴(kuò)增, 產(chǎn)物經(jīng)純化后作為探針合成的模板, 純化試劑盒為Takara。其次, 采用上述純化后的模板, 進(jìn)行RNA體外轉(zhuǎn)錄合成, 反應(yīng)體系: 10×transcription buffer 2 μL、10 mmol/L ATP 1 μL、10 mmol/L CTP 1 μL、10 mmol/L、GTP 1μL、10 m mmol/L UTP 0.6 μL, 3.5 mmol/L UTP- 11-DIG 1 μL, RNA polymerase mix (T7/SP6) 2 μL, 模板DNA 11.4 μL, 輕彈混勻離心后, 37 ℃水浴1.5 h; 反應(yīng)完成后, 加入1 μL DNase I, 于37 ℃水浴20 min, 以去除殘留的DNA模板。最后, 轉(zhuǎn)錄反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)Mega RNA純化試劑盒回收純化, 取1μL探針進(jìn)行1%瓊脂糖凝膠電泳檢測, Nanodrop 2000測定探針濃度, –80 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

整體原位雜交方法參照先前報道的方法[9], 略有改動。其中, 蛋白酶K處理濃度為10 g/L, 處理時間20 min。雜交液: 50% Formamid, 5x SSC, 0, 1% Tween- 20, 0, 1% CHAPS, 1x Denhardt’s solution, 100 μg/mL Heparin, (t-RNA 20 μg/mL, 現(xiàn)用現(xiàn)加)。采用地高辛檢測試劑盒的NBT/BCIP顯色, 每5 min解剖鏡下觀察一次, PBST漂洗10 min停止染色, 70%乙醇浸洗3次, 每次10 min, 最后替換為70%甘油, 4℃冰箱保存并于解剖鏡下觀察拍照。

2 結(jié)果

2.1 海蜇dmrta2基因的序列特征

海蜇基因的cDNA全長為1 804 bp, 包含169 bp的3′端與624 bp的5′端UTR, 開放閱讀框(ORF)為1 011 bp, 編碼336個氨基酸(圖1)。海蜇基因序列已上傳NCBI數(shù)據(jù)庫, Genbank登錄號為MT878494。經(jīng)與參考基因組(http://gigadb.org/ dataset/view/id/100720/File_page/2)比對分析發(fā)現(xiàn), 海蜇位于Scaffold SWAQ01000558.1, 含有3個外顯子和2個內(nèi)含子。Protein blast顯示, 海蜇DMRTA2蛋白擁有DM和CUE兩個特征結(jié)構(gòu)域, 分別位于第33～79和231～271位氨基酸。

通過在線軟件預(yù)測了DMRTA2蛋白的理化性質(zhì), 結(jié)果顯示其分子量為37 252.23 Da, 帶負(fù)電荷的氨基酸殘基數(shù)(Asp+Glu)為36個, 帶正電荷氨基酸殘基數(shù)(Arg+Lys)為48個, 理論等電點(diǎn)(pI)為9.11, 偏堿性。預(yù)測不穩(wěn)定系數(shù)為52.3, 表明其編碼蛋白理化性質(zhì)不穩(wěn)定, 摩爾消光系數(shù)為25 285, 理論半衰期30 h, 脂溶系數(shù)為 61.52, 平均親水系數(shù)(GRAVY)為–0.649, 表明該基因編碼蛋白屬于親水性蛋白。組成海蜇DMRTA2蛋白的20種氨基酸中, 絲氨酸(Ser)最多, 所占比例為11.6%, 色氨酸(Trp)最少, 所占比例為0.6%。TMHMM Server v.2.0 分析顯示其無跨膜結(jié)構(gòu), Signal 5.1 分析顯示其不具有信號肽, 表明該分子為非分泌性蛋白, 蛋白亞細(xì)胞定位預(yù)測顯示其分布在細(xì)胞核的可能性最高, 為73.9%。

2.2 氨基酸序列比對和系統(tǒng)進(jìn)化分析

從NCBI參考序列數(shù)據(jù)庫中下載代表性物種的DMRT家族蛋白序列進(jìn)行多序列比對, 結(jié)果顯示海蜇DMRTA2蛋白的DM結(jié)構(gòu)域序列與其他物種DMRTA2、DMRT5和DMRT99B序列相似性很高, 含有DM結(jié)構(gòu)域最為保守的CCHHCCCC基序, 形成鋅指結(jié)構(gòu)位點(diǎn)(CCHC的Site I和HCCC的Site II), 與之相比CUE結(jié)構(gòu)域保守性較差, 而結(jié)構(gòu)域之外的序列變異程度很高(圖2)。

本研究基于7個物種22個DMRT蛋白的DM結(jié)構(gòu)域構(gòu)建了系統(tǒng)進(jìn)化樹, 結(jié)果顯示海蜇DMRTA2與鹿角珊瑚DMRTA2、鹿角珊瑚DMRT3以及?？鸇MRTA2的親緣關(guān)系最近, 其次與線蟲MAB-3、線蟲DMD-4和果蠅DMRT93B聚為一支, 親緣關(guān)系較近, 與智人DMRT5、非洲爪蟾DMRT5以及果蠅DMRT99B的親緣關(guān)系最遠(yuǎn)。特別的是海葵DMRTA1和DMRT3單獨(dú)聚為一支, 與海蜇DMRTA2等腔腸動物DMRT蛋白的親緣關(guān)系較遠(yuǎn)(圖3)。

圖1 海蜇dmrta2基因的核苷酸序列與推測的氨基酸序列

注: 起始密碼子(ATG)和終止密碼子(TAA)采用紅色標(biāo)記; polyA尾巴用藍(lán)色標(biāo)記

2.3 海蜇dmrta2基因的表達(dá)模式

熒光定量PCR結(jié)果顯示, 相對于螅狀體時期,基因在橫裂生殖初期和碟狀體時期有顯著上調(diào)表達(dá), 在橫裂生殖后期表達(dá)量最高, 顯著高于其他各時期(圖4)。整體原位雜交顯示,在螅狀體中基本無表達(dá)信號, 橫裂生殖初期的觸手基部有明顯表達(dá), 橫裂生殖后期顯著表達(dá)于感覺緣葉原基部位, 碟狀體時期主要表達(dá)于感覺棍相應(yīng)區(qū)域, 此外, 橫裂生殖后期以及碟狀體時期在口唇位置有一定表達(dá)(圖5)。

3 討論

腔腸動物是已知最原始的具有家族基因的后生動物[3], 因此對于基因家族起源與進(jìn)化的研究有著重要意義, 目前僅在少量的腔腸動物中有基因的研究報道, 如鹿角珊瑚[10]、石珊瑚()[11]、?？鸞12]和櫛水母()[13]。本研究克隆了缽水母綱腔腸動物的一個家族基因—海蜇基因, 獲得了該基因的cDNA全長序列, 通過NCBI序列比對發(fā)現(xiàn)該基因推導(dǎo)的氨基酸序列具有DM結(jié)構(gòu)域, 屬于基因家族。序列分析發(fā)現(xiàn)海蜇基因的DM結(jié)構(gòu)域包含保守的6個半胱氨酸(C)和2個組氨酸(H)序列, 能夠形成與Zn離子結(jié)合的兩個位點(diǎn)(CCHC和HCCC), 說明海蜇基因功能結(jié)構(gòu)完整。序列比對也顯示了海蜇符合基因家族的序列特點(diǎn), 即氨基酸全長序列差異很大, 可觀測到的同源性僅限于與DNA結(jié)合的DM結(jié)構(gòu)域[14]。

圖2 海蜇DMRTA2與同源蛋白的序列比對

注: 黑色背景表示完全一致的氨基酸; 粉色背景表示相似性大于75%; 淺藍(lán)色背景表示相似性大于50%; 黃色背景表示相似性大于33%; 紅色下劃線指示保守的DM結(jié)構(gòu)域, 藍(lán)色下劃線指示CUE結(jié)構(gòu)域; 保守的鋅指結(jié)構(gòu)用棕色框線(Site I)和綠色框線(Site II)指示; 非洲爪蟾(: NP_001089148.1); 智人(,: AAI36283.1); 秀麗隱桿線蟲(,: NP_495138.2); 果蠅(,: NP_524549.1); 海葵(,: XP_032231562.1); 鹿角珊瑚(: XP_029187503.1)

基于DM結(jié)構(gòu)域的系統(tǒng)進(jìn)化分析結(jié)果與已有研究報道基本一致, 如脊椎動物和、果蠅以及線蟲可能起源于共同的基因, 果蠅與脊椎動物是直系同源基因[2], 本研究中這些基因也相應(yīng)地先聚為一個分支。本研究中海蜇與鹿角珊瑚、鹿角珊瑚以及?？挠H緣關(guān)系最近, 其次與線蟲、線蟲和果蠅聚為一支, 符合傳統(tǒng)的系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系, 然而系統(tǒng)進(jìn)化樹中?？蛦为?dú)聚為一支, 與海蜇等腔腸動物基因的親緣關(guān)系較遠(yuǎn), 與傳統(tǒng)的系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系不符, 一個可能原因是家族基因較短的DM結(jié)構(gòu)域(約70個氨基酸)使系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系的解析變得困難[2], 同時說明了家族基因在低等腔腸動物中的系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系較為復(fù)雜, 有待進(jìn)一步研究分析。

最初, 在果蠅和線蟲中發(fā)現(xiàn)了含有DM結(jié)構(gòu)域的基因與性別決定相關(guān)[15-16], 而后越來越多的研究發(fā)現(xiàn)家族基因幾乎在所有動物發(fā)育的性腺組織中有特異性表達(dá), 如珊瑚[10]、貝類[17-18]、甲殼類[19-20]、魚類[21]、爬行類[22]、鳥類[23]和哺乳類[24], 說明了家族基因與性別決定和性腺發(fā)育的密切相關(guān)。而除了在性腺中表達(dá)外, 一些研究中發(fā)現(xiàn)家族成員表達(dá)于神經(jīng)組織, 參與神經(jīng)系統(tǒng)和感覺器官的分化發(fā)育。例如, 在雞和小鼠中,表達(dá)于前腦、脊髓和嗅板中[25]; 在斑馬魚中,基因能夠調(diào)控神經(jīng)分化基因的表達(dá), 參與體節(jié)形成時端腦神經(jīng)細(xì)胞的分化[26]; 爪蟾和共同表達(dá)于發(fā)育中的嗅葉, 是爪蟾嗅覺系統(tǒng)神經(jīng)形成的重要轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子[27-28]; ?？赡苁峭椿? 它能夠誘導(dǎo)爪蟾的神經(jīng)形成, 而且敲降處理的海葵胚胎中神經(jīng)元細(xì)胞明顯減少[28]。已有研究表明橫裂生殖過程中一個顯著的變化是逐步發(fā)育的碟狀體感覺棍神經(jīng)系統(tǒng)(rhopadial nervous system)[29], 本研究中,基因在海蜇橫裂生殖后期主要表達(dá)于感覺緣葉原基位置, 在初生碟狀體中明顯表達(dá)于感覺棍位置, 因此, 海蜇橫裂生殖中基因的上調(diào)表達(dá)應(yīng)該與感覺棍神經(jīng)系統(tǒng)的分化發(fā)育相關(guān)。

圖3 DMRT家族蛋白的系統(tǒng)進(jìn)化分析

注: 鹿角珊瑚(: XP_029187503.1,: XP_029183089.1); ?？?,: XP_032232660.1,: XP_032231562.1,: XP_001628137.2); 秀麗隱桿線蟲(,: NP_001022464.1,: NP_510466.1,: NP_495138.2); 果蠅(,: NP_524428.1,: NP_524549.1,: NP_511146.2,: NP_731197.1); 非洲爪蟾 (,: NP_001089969.1,: NP_001089725.1,: NP_001084923.1,: NP_001089148.1), 智人(,: AAR89619.1,: NP_006548.1,: NP_067063.1,: NP_071443.2,: AAI36283.1)

圖4 Dmrta2在海蜇橫裂生殖過程的相對表達(dá)量

注: 在螅狀體時期的相對表達(dá)量設(shè)為1, 其他時期的表達(dá)量均以螅狀體表達(dá)量的倍數(shù)表示; 不同字母表示各組數(shù)據(jù)之間存在顯著性差異(<0.01)

圖5 Dmrta2在海蜇橫裂生殖過程的整體原位表達(dá)

注: A.螅狀體時期; B. 橫裂生殖初期; C. 橫裂生殖后期; D. 碟狀體時期; E. 碟狀體局部e的放大; bc. 體柱; bd. 基盤; gc. 消化腔管; mn. 口唇;. 感覺緣葉原基;. 碟狀體原;. 感覺緣葉;. 感覺棍;. 橫向裂節(jié);. 觸手; 藍(lán)色為表達(dá)陽性信號

4 結(jié)語

綜上所述, 本研究成功克隆了海蜇基因的cDNA全長序列, 利用生物學(xué)分析軟件對其編碼蛋白的理化性質(zhì)和系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系等進(jìn)行了分析, 通過原位雜交研究了其在橫裂生殖中的表達(dá)模式, 根據(jù)本研究原位表達(dá)結(jié)果以及已報道的同源基因的主要功能, 我們推測該基因在海蜇橫裂生殖中主要與感覺棍神經(jīng)系統(tǒng)的分化發(fā)育相關(guān), 研究結(jié)果為海蜇等缽水母橫裂生殖調(diào)控機(jī)制的解析提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

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Cloning offrom jellyfishand its expression analysis during strobilation

GE Jian-long1, CHEN Xiao-hui1, CHEN Si-qing1, LIU Chang-lin1, CHEN Yu-chen2, BIAN Li1, ZHANG Sheng-nong1

(1. Yellow Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Laboratory for Marine Fisheries Science and Food Production Process, Pilot National Laboratory for Marine Science and Technology (Qingdao), Qingdao 266071, China; 2. Huayi aquatic breeding limited company, Yancheng 224300, China)

Thegene family plays an important role in various developmental processes of metazoans, such as sex determination and differentiation and the formation of tissues and organs. Strobilation is a unique asexual reproductive mode of scyphozoan jellyfish and a key stage in the transformation from polyp to medusa. However, the understanding of molecular mechanisms under drastic metamorphosis is still limited. In a previous study, it was preliminary found that thegene family may play a crucial role in the strobilation of the jellyfish (); therefore, this finding is of great interest and needs further validation. In the present study, based on afragment from the RNA-sequence of, full-length complementary DNA (cDNA) ofwas obtained using the rapid amplification of cDNA ends (RACE) method, and its expression patterns during strobilation were studied. The results showed that the full-length cDNA ofwas 1804 bp, including an open reading frame (ORF) of 1011 bp length, which encodes 336 amino acids. The complete sequence ofhas been submitted to the GenBank database with the following accession number: MT878494. The molecular weight (MW) and theoretical isoelectric point (PI) were predicted to be 37.25 kDa and 9.11, respectively. It was a hydrophilic protein comprising nontransmembrane structure and signal peptides.ofhad a conserved DM-domain ofgene family between the 33rdand 79thamino acid, which exhibits a great similarity to the homology protein in coral, fruit fly, and so on. Phylogenetic analysis showed thatofwas closely related to the,of coralandof sea anemone. The whole-mounthybridizations showed thatlacked expression signal in the polyp stage, whereas it was expressed in the tentacle base of the early strobila stage, expressed distinctly in the pre-rhopalar lappets of late strobila and in the rhopalium region of ephyra. The results indicated thatwas involved in the strobilation ofand probably related to the differentiation and development of the rhopalium nervous system. To the best of our knowledge, all these results may provide important references for future studies of molecular regulation mechanisms of scyphozoan strobilation.

; strobilation;;expression pattern

Mar. 8, 2021

[Key Program for International S&T Cooperation Projects of China, No. 2017YFE0111100-5; National Natural Science Foundation of China, No. 31702327; Fund of Key Laboratory of Sustainable Develop-ment of Marine Fisheries, Ministry of Agriculture and Rural Affairs of China, No. 20603022019020]

Q78

A

1000-3096(2022)06-0042-09

10.11759/hykx20210308002

2021-03-08;

2021-07-20

政府間國際科技創(chuàng)新合作重點(diǎn)專項(2017YFE0111100-5); 國家自然科學(xué)基金項目(31702327); 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部海洋漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題(20603022019020)

葛建龍(1988—), 男, 山東泰安人, 副研究員, 博士, 主要從事水產(chǎn)動物繁殖生物學(xué)研究, E-mail: gejl@ysfri.ac.cn; 陳四清(1966—),通信作者, 研究員, 研究方向: 水產(chǎn)動物繁育及增養(yǎng)殖技術(shù), E-mail: chensq@ysfri.ac.cn

(本文編輯: 康亦兼)