花鲈OPN5基因克隆及其在光周期处理下的表达特征

作者：任红乐; 邱丽华; 闫路路; 赵超; 张博; 丘高峰; 王鹏飞^*

来源：南方农业学报, 2023, 54(09): 2584-2592.

• 花鲈
• OPN5基因
• 光照周期
• 组织特异性

【目的】通过克隆花鲈视蛋白5(OPN5)基因（LmOPN5）序列，检测视网膜、血管囊、下丘脑和垂体中LmOPN5基因在不同光周期下的表达水平，探究光周期对LmOPN5基因表达的影响，为深入研究花鲈感知光周期信号提供参考依据。【方法】通过PCR和RACE克隆获得LmOPN5基因全长序列，并进行生物信息学分析；应用实时荧光定量PCR检测LmOPN5基因在各组织中的相对表达量；再比较不同光周期（常光周期组12 L∶12 D，短光周期组8 L∶16D，长光周期组16L∶8D;L：光照时间，D：黑暗时间）条件下，视网膜、血管囊、下丘脑和垂体中LmOPN5基因表达的变化。【结果】LmOPN5基因cDNA全长1732 bp，其中开放阅读框（ORF）长1056 bp，共编码351个氨基酸残基。Lm OPN5蛋白分子量为39.26 kD，理论等电点（pI）为9.17。LmOPN5蛋白二级结构中α-螺旋占40.17%、无规则卷曲占34.76%、延伸链占22.51%、β-转角占2.56%，以α-螺旋和无规则卷曲为主。氨基酸序列同源比对分析结果显示，LmOPN5氨基酸序列与其他硬骨鱼类的OPN5氨基酸序列相似性为82.7%～92.0%，与哺乳动物OPN5氨基酸序列相似性较低。LmOPN5基因在花鲈脑组织分布广泛，尤其在下丘脑、视叶、垂体、端脑和血管囊中的相对表达量较高；同时在视网膜的相对表达量也较高。在视网膜中，LmOPN5基因相对表达量在不同光周期处理下发生显著变化（P<0.05，下同），其中长光照周期促进LmOPN5基因表达，短光照周期抑制LmOPN5基因表达；在血管囊中，长光周期条件下LmOPN5基因相对表达量显著高于常光周期；在下丘脑中，LmOPN5基因相对表达量在3种光周期处理下无显著变化（P>0.05）；在垂体中，短光周期条件下LmOPN5基因相对表达量显著高于长光周期和常光周期。【结论】LmOPN5基因序列在硬骨鱼中较保守；不同光周期处理影响视网膜、血管囊和垂体中LmOPN5基因表达，表明花鲈不同组织对光周期的反应不一致，花鲈对光周期的感应具有组织特异性。

• 单位
  中国水产科学研究院南海水产研究所; 上海海洋大学; 生命学院