小管福寿螺HSF和HSP基因家族鉴定及其在温度胁迫下的表达模式

Identification of HSF and HSP Gene Family in Pomacea canaliculata and Their Expression Pattern Under Temperature Stress

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摘要小管福寿螺(Pomacea canalicata)是全球性入侵生物,对环境胁迫的耐受力强,目前已经入侵并扩散到我国16个省市和地区.热激蛋白(heat shock protein,HSP)是生物体响应环境胁迫而产生的一类重要的分子伴侣蛋白,环境因子刺激能诱导其表达以应对机体产生的不良影响,而热激因子(heat shock factor,HSF)是调节热激蛋白基因转录的关键因子.为了探讨HSF和HSP基因在福寿螺温度耐受性调节中的作用,本研究利用生物信息学方法,从小管福寿螺及其同属的斑点福寿螺(P.maculata)、或同科大羊角螺(Lanistes nyassanus)和非洲螺(Marisa cornuarietis)中各鉴定出1个HSF1基因,分别鉴定出63、66、67和64个HSP基因.其中,HSF1基因在4种螺中氨基酸长度和基因结构类似,基因分化较低;HSP基因家族成员数量在4种螺基因组中差异不明显,但是亚家族组成差异较大,其中HSP90基因在4种螺中比较保守,HSP20基因变化较大,HSP40基因在家族中成员最多.针对小管福寿螺不同温度胁迫下的鳃、足肌、肝和卵巢4个组织的转录组数据进行分析,结果显示,HSF1基因在4种组织中表达量从高到低依次是鳃、足肌、肝和卵巢,在高温胁迫下(40℃)不同组织中均高表达,在足肌和肝组织中表达模式较为一致.HSP基因表达热图显示有17个HSP基因在高温胁迫下在4个组织中均出现特异性高表达,其中12个基因与qPCR结果一致.本研究为深入解析小管福寿螺HSF和HSP基因参与其温度耐受的分子机制提供了基础资料.