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低温胁迫会影响生物体内多个生理过程,如能量代谢和免疫应答等;而生物体内有多种物质参与低温胁迫调节。AMP活化蛋白激酶(AMP-activated proteinkinase,AMPK)的主要功能为促进ATP产物的积累和减少ATP的消耗,使得机体内积累大量的ATP以供生命活动的能量需要。钙网蛋白(calreticulin,CRT)主要存在于内质网和肌浆网,不仅作为细胞内质网的分子伴侣参与新生蛋白的折叠及调节细胞内Ca2+平衡,而且具有促进细胞黏附、调节免疫应答等重要作用。为探讨这2个基因在拟穴青蟹(Scylla paramamosain)低温胁迫中的作用,本研究采用RT-PCR、RACE等技术,从拟穴青蟹中获得AMPK和CRT的cDNA全长序列,并运用实时定量PCR技术检测了这两个基因在成蟹中的组织分布和幼蟹不同低温胁迫下的表达谱,以及低温-盐度联合条件下幼蟹SpCRT的表达谱。主要结果如下: 1) AMPK的研究结果: 拟穴青蟹AMPK基因全长为1884 bp,开放阅读框长度为1566 bp,编码521个氨基酸。同源分析显示,该蛋白具有AMPK蛋白家族保守的功能结构域。实时定量PCR表明AMPK在检测的肝胰腺、螯足肌肉和眼柄神经节等10个组织中均有表达,以肝胰腺中表达量最高。4个温度条件(10℃、15℃、20℃和25℃)下,AMPK基因在三个不同组织(肝胰腺、肌肉和鳃)中的表达特点为:在15℃表达量最高,显著高于其余温度组;在20℃下的表达量显著高于25℃;而在10℃表达量最低。AMPK基因在15℃和20℃下的表达上调表明它可能参与了细胞产能过程,应对环境温度的下降;10℃下青蟹活动减弱,节省能量消耗AMPK的低表达可能与其产能的抑制有关。我们认为AMPK参与了青蟹的低温胁迫应答,今后可将AMPK基因作为环境应激时的候选生物标记。 2) CRT的研究结果: 拟穴青蟹CRT基因全长为1680 bp,开放阅读框长度为1221 bp,编码406个氨基酸。同源分析显示,该蛋白具有3个保守的功能结构域。实时定量PCR表明CRT在检测的肝胰腺、螯足肌肉和眼柄神经节等10个组织中均有表达,以肝胰腺中表达量为最高。4个温度条件(10℃、15℃、20℃和25℃)下,CRT基因在三个不同组织(肝胰腺、肌肉和鳃)中的表达谱结果表明,该基因表达量在10℃最高,显著高于其余温度组;15℃下的表达量显著高于20℃和25℃组。CRT基因在10℃和15℃下的高表达,表明它可能参与了青蟹低温胁迫中的蛋白折叠等过程。在低温-盐度联合实验中,相同低温(10℃或15℃)下,三种组织中CRT基因在盐度10‰的表达量显著高于盐度35‰,说明在低温条件下,低盐度对青蟹的胁迫要大于高盐度。此外,肝胰腺中Ca2+相对含量在低温(10℃)应激后出现上调。在体外培养的肝胰腺细胞中,随着添加的Ca2+增加,SpCRTmRNA的表达量也逐渐增加。我们推测低温应激时Ca2+起着低温信号传递的作用,可能会激活CRT等与耐寒相关基因的表达。CRT在青蟹的低温胁迫应答中起着重要作用,今后可将CRT基因作为候选生物标记来评估所处的水体环境胁迫。 综上所述,拟穴青蟹AMPK和CRT基因在低温下的表达模式可能与低温适应有关,该结果可以为青蟹的健康养殖和耐寒机制研究提供理论指导。