抗脂多糖因子(anti-lipopolysaccharide factor, ALF)在甲壳动物先天性免疫系统中发挥重要作用。本项目在前期获得三疣梭子蟹7种ALF亚型(PtALF1-7)基础上,应用RACE技术、Genomic-walking技术、实时定量PCR技术、蛋白重组技术,克隆cDNA全长序列和基因组序列,识别上游序列区顺式作用元件,筛查抗病相关SNP位点,分析不同亚型产生机制并检验免疫功能,阐明它们在三疣梭子蟹雌性个体交配前后和产卵前后的时空表达规律,关注眼柄组织ALF亚型的表达变化。本项目将填补甲壳动物不同发育阶段抗脂多糖因子研究的空白,为深入理解雌性个体重要生理过程的免疫力变化提供参考,有助于促进神经内分泌免疫学的发展;为全面理解具有广谱抗菌活性的抗菌肽类物质的作用机制提供参考,对揭示甲壳动物先天免疫防御机制具有重要意义,也将为蟹病防治提供新思路、新方法。
Portunus trituberculatus;Anti-lipopolysaccharide factor;Gene isoform;Immunity;
本项目按照计划完成了全部预定研究内容并超额完成了各项考核指标,确定了三疣梭子蟹抗脂多糖因子7种亚型(PtALF1-7)的产生机制,阐明了PtALF1-7的时空表达规律及免疫功能,筛选出抗溶藻弧菌相关的单核苷酸多态性位点(SNP)并用于辅助三疣梭子蟹新品种“科甬1号”的选育。共发表SCI论文7篇,其中6篇发表在Q1区期刊;先后培养本科生4人,硕士生1人,培养的研究生获2013年刘瑞玉海洋科学奖;参加国内、国际学术会议4次,开展讲座1次;申请发明专利5项;出版专著1部;获批新品种1个;研究成果参与山东省自然科学奖评选,并于2014年3月获三等奖。结合本课题组已报道的PtALF1-3及本项目新克隆得到的PtALF4-7的全长cDNA和基因组序列,阐明了三疣梭子蟹抗脂多糖因子全部7种亚型的基因特征及其产生机制。序列分析表明,PtALF1-3是由同一个基因组位点编码,经mRNA前体可变剪接产生;PtALF4-7分别由不同的基因组位点编码。虽然PtALF4-7基因在健康三疣梭子蟹各个检测组织中均有表达,但是表达模式不同;在三疣梭子蟹受到溶藻弧菌刺激后,PtALF4-7基因的表达量随时间变化明显,提示PtALFs是清除入侵病原菌的快速应答因子和持续效应因子。不同亚型的免疫功能明显不同,PtALF3具有广谱抗菌活性,对革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌和真菌均有明显的抑菌活性,对革兰氏阴性菌抑制效果最强;PtALF1和PtALF4对革兰氏阴性菌和真菌有显著的抑菌活性,对革兰氏阴性菌抑制效果最强;PtALF6和PtALF7对革兰氏阴性菌和阳性菌有明显的抑菌活性;PtALF5仅对革兰氏阴性菌有显著的抑制效果。对PtALF1-7基因的SNP 检测及其多态性和溶藻弧菌敏感性的相关分析显示,PtALF1-3基因中有5个位点、PtALF4中有6个位点、PtALF5和PtALF6中分别有1个位点、PtALF7中有3个位点的多态性在敏感和抗溶藻弧菌群体中存在显著差异。以上研究成果全面揭示了三疣梭子蟹抗脂多糖因子不同亚型的结构和功能,为深入认识和理解免疫功能基因及适应性免疫的分子基础提供了新思路,为有效进行病害防控和优良种质创制提供了新方法和新途径。