高碳酸盐碱胁迫对尼罗罗非鱼氨代谢基因表达变化的影响

       摘要: 为了解尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)在碱环境适应过程中氨代谢调节途径,本研究选取了5个氨代谢相关酶:谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase, GS)、碳酸酐酶5A(carbonic anhydrase 5A, CA-5A)、谷氨酰胺酶(glutaminase 2, GLS2)、氨甲酰磷酸合成酶(carbamyl phosphate synthetase 1, CPS1)、氨转运蛋白(ammonium trans-porter Rh type C-2 like, Rhcgl2),研究了急性碳酸盐碱度胁迫条件下,尼罗罗非鱼血氨浓度变化、氨代谢相关酶基因表达水平及其酶活性变化。结果表明,随碳酸盐碱胁迫浓度升高,尼罗罗非鱼血氨浓度上升,随时间推移呈先上升后下降的变化趋势,在胁迫后12 h达到峰值。氨代谢相关基因在不同碱度下、不同组织中均有不同程度的上调表达,随着胁迫时间推移呈先上升后下降的变化趋势,胁迫后12~24 h各基因表达水平显著升高,随后逐渐恢复到稳定水平;氨代谢相关基因具有一定的组织表达差异:氨转运蛋白基因(Rhcgl2)主要在鳃中表达,碳酸酐酶5A 基因(CA-5A)、谷氨酰胺合成酶基因(GS)、氨甲酰磷酸合成酶基因(CPS1)主要在肝中表达,谷氨酰胺酶基因(GLS2)主要在肾和鳃中表达。碳酸酐酶和谷氨酰胺合成酶活性随胁迫碱度的升高而上升,碳酸酐酶、谷氨酰胺合成酶活性变化分别在鳃、肝中最为显著。研究结果表明,碳酸盐碱度胁迫会引起尼罗罗非鱼血氨水平升高,随着时间推移血氨水平下降,推测鳃、肝、肾中不同氨代谢基因共同参与调节氨代谢,在鳃中通过直接排氨,在肝中通过合成谷氨酰胺、尿素途径,共同调节降低血氨水平。

作者:
吴俊伟 赵金良 赵岩 罗明坤 王燕 赵永华
单位:
农业部淡水水产种质资源重点实验室,上海海洋大学,上海 201306
出处:
《中国水产科学》
刊期:
2016年第23卷第6期
基金:
国家科技支撑计划(2012BAD16B03) 现代农业产业技术体系专项资金(CARS-49) 水产动物遗传育种中心上海市协同创新中心(ZF1206)

高碳酸盐碱胁迫对尼罗罗非鱼氨代谢基因表达变化的影响

摘要: 为了解尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)在碱环境适应过程中氨代谢调节途径,本研究选取了5个氨代谢相关酶:谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase, GS)、碳酸酐酶5A(carbonic anhydrase 5A, CA-5A)、谷氨酰胺酶(glutaminase 2, GLS2)、氨甲酰磷酸合成酶(carbamyl phosphate synthetase 1, CPS1)、氨转运蛋白(ammonium trans-porter Rh type C-2 like, Rhcgl2),研究了急性碳酸盐碱度胁迫条件下,尼罗罗非鱼血氨浓度变化、氨代谢相关酶基因表达水平及其酶活性变化。结果表明,随碳酸盐碱胁迫浓度升高,尼罗罗非鱼血氨浓度上升,随时间推移呈先上升后下降的变化趋势,在胁迫后12 h达到峰值。氨代谢相关基因在不同碱度下、不同组织中均有不同程度的上调表达,随着胁迫时间推移呈先上升后下降的变化趋势,胁迫后12~24 h各基因表达水平显著升高,随后逐渐恢复到稳定水平;氨代谢相关基因具有一定的组织表达差异:氨转运蛋白基因(Rhcgl2)主要在鳃中表达,碳酸酐酶5A 基因(CA-5A)、谷氨酰胺合成酶基因(GS)、氨甲酰磷酸合成酶基因(CPS1)主要在肝中表达,谷氨酰胺酶基因(GLS2)主要在肾和鳃中表达。碳酸酐酶和谷氨酰胺合成酶活性随胁迫碱度的升高而上升,碳酸酐酶、谷氨酰胺合成酶活性变化分别在鳃、肝中最为显著。研究结果表明,碳酸盐碱度胁迫会引起尼罗罗非鱼血氨水平升高,随着时间推移血氨水平下降,推测鳃、肝、肾中不同氨代谢基因共同参与调节氨代谢,在鳃中通过直接排氨,在肝中通过合成谷氨酰胺、尿素途径,共同调节降低血氨水平。

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