皱纹盘鲍摄食不同藻类的转录组响应及相关硫酸酯酶基因ids-1功能分析

来源：大连海洋大学学报杂志2024年第6期北京时间：

作者：胡涛泽, 谢玉素, 李超, 姚奕冰, 刘晓, 许飞

单位：1.浙江海洋大学 水产学院，浙江 舟山 316022；2.中国科学院海洋研究所，水产品种创制与高效养殖重点实验室，山东 青岛 266071

摘要：为解析皱纹盘鲍(Haliotisdiscushannai)对其摄食藻类的分解与适应机制，采用转录组测序、生物信息学分析、基因克隆、荧光定量PCR、原核表达、蛋白纯化及酶活检测等方法，进行了3种藻类[海带(Laminariajaponica)、龙须菜(Gracilarialemaneiformis)和孔石莼(Ulvapertusa)]喂养条件下内脏团组织差异表达基因的研究，进一步选取饵料适应相关的硫酸酯酶ids-1基因，进行了基因克隆和初步的功能分析。结果表明：在龙须菜和海带对比组(Long vs Hai)中共鉴定到上调差异基因104 个，下调差异基因118 个；孔石莼和海带对比组(Shi vs Hai)中筛选出上调基因 80 个，下调基因93 个；孔石莼和龙须菜对比组(Shi vs Long)中，上调基因与下调基因个数分别为 77 、 72 个；富集分析结果显示，差异基因富集到的条目多与物质代谢，尤其是硫酸化物质的合成、分解及代谢有关，其中在GO：0006027(glycosaminoglycan catabolic process)鉴定到多个出现表达差异的硫酸酯酶基因；克隆了皱纹盘鲍硫酸酯酶ids-1基因，其开放阅读框为1 767 bp，可编码588个氨基酸，包含N端信号肽结构(1～23 aa)、硫酸酯酶的保守结构域(28～376 aa)及9个糖基化位点；系统发育分析表明，皱纹盘鲍IDS-1与红鲍及黑唇鲍IDS的同源性最高；氨基酸序列比对结果显示，皱纹盘鲍IDS-1既具有硫酸酯酶家族典型的五肽基序“CXPXR”，也含有IDS亚家族高度保守的活性位点；然而，利用大肠杆菌体外表达系统获得的IDS-1重组蛋白并未显示硫酸酯酶的活性；qPCR结果显示，ids-1在皱纹盘鲍消化腺中表达量最高，其次为鳃和外套膜，上足触手组织表达量较低；ids-1的表达还具有发育阶段特异性，在受精卵至浮游幼虫阶段表达量低，自匍匐幼虫开始升高，至成体时表达水平最高；在不同藻类喂养条件下的ids-1表达差异显著，海带喂养组表达量显著高于龙须菜和孔石莼喂养组，孔石莼组表达量最低。研究表明，ids-1与鲍个体发育过程中的营养模式及食性转换密切相关，其表达量可能受到摄食偏好性及摄食量差异的直接影响，本研究为深入解析皱纹盘鲍的饵料适应调控机制提供了参考。

关键词：皱纹盘鲍,转录组学,硫酸酯酶,IDS,分子特征,饵料适应

基金资助：山东省农业良种工程(2022LZGC015)；泰山学者青年专家项目(tsqn202211250)