草鱼养殖论文：草鱼酶变与性状相关探究
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本文作者：李玺洋1,2白俊杰1于凌云1梁旭方1作者单位：1华中农业大学水产学院2中国水产科学研究院珠江水产研究所
结果
1突变序列筛选和草鱼醛缩酶A3''''UTR分析
经直接测序及DNAstar软件分析结果显示在草鱼醛缩酶AmRNA3''''UTR内靠近polyA识别位点一端存在约由425个碱基组成的AU富含区，与众多基因的3''''UTR高度同源。经比对分析，得出醛缩酶AmRNA3''''UTR存在一些特殊原件，如:AU富含元件ARE反应中心，和缺氧反应元件(HIF-1)中的核心序列5''''-ACGT-3''''。醛缩酶3''''UTR17bp插入序列“TGAACGCATCTGT-GCTC”位于AU富含区61bp处，离ARE反应中心差111bp和324bp。
2插入序列在草鱼群体中的多态性分析
将含有17bp插入序列的基因型用A表示，不含有插入序列用B表示。在草鱼群体中存在AA、AB、BB三种基因型。对三种基因型进行卡方分析，基因型频率分析和遗传参数分析(见表1和2)。卡方分析表明，P值大于0.05，说明插入突变基因型频率符合Hardy-Weinberg定律。经多态信息含量(PIC)检测为0.32，属于中度多态性。
3插入序列与草鱼生长性状关联分析
对草鱼醛缩酶A3''''非翻译区插入片段三种基因型与形态性状进行一般线性模型(GLM)分析，结果见表3。该插入位点不同基因型在体宽，吻长生长性状上有显著差异(P＜0.05)，值分别为0.012和0.049。BB型个体在体重、体宽、眼间距、吻长、肛前距、全长、体长、尾柄长和体高上均比AB和AA型个体显示出较高的生长优势，尤其在体重方面，BB型草鱼体重比AA型草鱼体重增加8.37%，BB型草鱼在生长性状方面较另外两种基因型草鱼占优势。
讨论
1醛缩酶A3''''非翻译区插入序列的功能探讨
真核生物基因表达的调控序列大多群集于5''''和3''''非翻译区，调控蛋白与3''''UTR中的顺式作用元件结合而影响mRNA稳定性，降解速率，调节转录本亚细胞定位和翻译水平来调控基因表达［4］。例如人类3''''非翻译区中高度保守的miRNAs与靶基因结合形成双链来促进mRNA的降解，抑制蛋白质翻译［5］。真核生物醛缩酶A3''''非翻译区在基因转录后水平、mRNA的稳定性、基因表达翻译等方面的研究已有报道［6-7］。例如:Semenza［8］报道人醛缩酶A基因3''''-UTR上具有缺氧反应元件(HIF-1)中的核心序列5''''-ACGT-3''''［9］，HIF-1与核心序列结合，在3''''端功能序列作用下［10］，可增强转录活性，促进了醛缩酶A蛋白水平的增加，加速糖的酵解，为组织提供更多的能量［11-12］。为分析此插入突变如何影响醛缩酶A3''''-UTR的表达调控功能，本实验分析了醛缩酶3''''-UTR结构，发现其区域含有一些特殊元件，如AU富含区，国内外文献都有关于AU富含区功能［5］的报道，大部分都是关于人的，其机制是富含AU稳定结构域使mRNA的polyA尾快速缩短至20～40个(A)寡聚尾，从而加速mRNA的降解，另一方面还可与相应蛋白因子结合，调控mRNA的降解，使翻译效率下降［13］。例如人钠离子依赖性二羧酸转运蛋白基因SDCTβ3''''-UTR的AU富含区可进行基因表达负调控，降低mRNA稳定性，促进mRNA的降解［14］。本实验17bp插入突变序列位于AU富含区内，推测此插入突变点可通过AU富含区影响醛缩酶A蛋白的表达，进而影响醛缩酶A蛋白在糖酵解过程中功能的发挥。根据此突变点对草鱼生长性状的影响，推测此插入突变点可能通过AU富含区促进醛缩酶AmRNA降解，具体加速还是降低还需进一步研究证实。
2醛羧酶A3''''非翻译区插入突变可用于育种
鱼类大多对糖的利用能力低下，草鱼更被视为先天性“糖尿病体质”［15］。醛缩酶作为糖酵解中的关键酶，其基因突变对糖代谢甚至对机体生长的影响更值得关注，相关研究有很多，例如CROSS等［16］在遗传性果糖不耐受症患者的醛缩酶B基因外显子上发现了3个错义突变，导致酶蛋白功能的缺陷，导致糖不能进一步代谢，出现体重不增，生长缓慢等临床症状。环境条件改变会引起基因突变。推测醛缩酶的这种插入突变可能是野生草鱼和养殖草鱼食性改变，对糖利用程度不同引起的。人工养殖草鱼饲料中糖类物质为淀粉，野生草鱼以食草为主，草中主要成分为纤维素。淀粉，纤维素需淀粉酶和纤维素酶催化水解成葡萄糖，再进入糖酵解过程，两种糖及各自的水解酶的结构，活性等均不同，对醛缩酶的活性影响程度也不同。食物的差异，糖类物质水解酶的差异以及糖酵解过程的主要酶含量及活性不同，导致醛缩酶基因突变。草鱼醛缩酶A全序列已全部成功克隆，本实验采用关联分析法对草鱼醛缩酶A基因3''''非翻译区多态性序列与生长性状进行分析研究。BB型草鱼在生长性状方面较另外两种基因型草鱼占优势。可以考虑将醛缩酶A基因的多态性作为分子标记用于生长快速草鱼的选育。
