三角帆蚌(Hypriosis cumingii)是中國重要的淡水育珠蚌,所產珍珠在總產量中的比值較大(約80%)。貝殼及珍珠鈣化層中有機基質的重要成分基質蛋白在調控無機礦物碳酸鈣的晶貌和晶型等方面發揮著重要作用。因此,鑒定和研究其功能對理解貝殼形成機理及提高珍珠質量具有重要的意義。本實驗從三角帆蚌中分離得到3個與貝殼鈣化相關的基因,并通過分子手段探究了其在礦化過程中的生物學功能。1.從三角帆蚌外套膜組織中克隆得到三個基質蛋白基因(hichin、hic14、hic19)。通過序列分析、結構預測、組織定量、原位雜交以及各時期珍珠囊組織熒光定量,對其功能進行了研究。RACE實驗后拼接得到hichin基因全長為645bp,其中543bp為開放閱讀框,編碼180aa,理論等電點(pI)4.63,預測分子量(Mw)20.3kDa,包含一個ChtBD2結構域,預測蛋白高級結構與無脊椎動物幾丁質結合蛋白有高度相似性。Hic14全長586bp,456bp為開放閱讀框,編碼151aa,pI 6.32,Mw 14.5kDa,序列中存在GS、GSG、SGS重復序列。Hic19全長1127bp,579bp為開放閱讀框,編碼192aa,pI 9.72,Mw 19.6kDa,且序列中存在大量堿性氨基酸(Lys、Arg)。3個基因均在外套膜組織中特異性表達,且均在外套膜緣膜部上皮細胞中檢測到了強烈的信號,推測3個基因都可能參與調控貝殼棱柱層以及珍珠層礦化。2.無核珍珠礦化可分為碳酸鈣無序和有序沉積等兩個階段。在插片實驗中,hichin在碳酸鈣原始累積階段出現高表達,推測hichin參與礦化過程中有機框架構建。Hic14和hic19的表達量在晶體有序沉積時顯著性提高,推測hic14和hic19參與調控珍珠珍珠層生長形成過程。3.在RNA干擾實驗中,注射dsRNA后外套膜熒光定量hichin、hic14、hic19和hic52四個基因表達量都出現明顯下降,進行SEM觀察后推測hichin與幾丁質結合參與貝殼礦化過程中有機框架的構建,其他3個基質蛋白基因對棱柱層結構無明顯影響,只對貝殼珍珠層礦化有影響,推測可能與珍珠層晶體生長、形貌有關。
【學位單位】：上海海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：S917.4
【部分圖文】：

排列有序，形成的生物礦物與無機礦物相比具有顯著差異。1.2 貝殼結構組成及形成過程1.2.1 貝殼結構軟體動物貝殼是軟體動物的外骨骼，同時也是最經典的生物礦物模型，保內部脆弱的內臟團[13]，貝殼、間液、外套膜、鰓、血淋巴等共同組成了軟體物生物礦化系統[14]（見圖 1-1），其中外套膜在生物礦化研究中處于核心地位正是由外套膜分泌的生物大分子在礦化位點控制的礦化產物的形成。通過解剖以發現外套膜由外到內主要可分為三個區域：邊緣膜、膜部以及中央膜，并且緣膜又可分為外褶、中褶和內褶[15]，不同皺褶在礦化過程中所起作用也不盡同[16-18]。

1：hichin 的 mRNA 序列及其編碼的氨基酸序列。斜體部分為信號肽，紅色字體部分結構域 ChtBD2。該基因序列已提交到 GenBank（登錄號 KY698014） 2-1：Nucleotide and deduced amino acid sequence of hichin. The putative signal peptideshown in Italic. The ChtBD2 is shown in red. The cDNA sequence has been submitted toGenBank (Accession KY698014).表 2-1：hichin 的氨基酸組成Table 2-1：Amino acid composition of hichinAmino acid Number Percent of totalamino acidsPro 15 8.3Cys 14 7.8Glu 14 7.8Ser 12 6.7Gly 11 6.1Val 11 6.1Ile 11 6.1Phe 10 5.6Thr 10 5.6

上海海洋大學碩士學位論文Arg 5 2.8Gln 5 2.8His 5 2.8Trp 2 1.1.2 蛋白二級及三級結構預測Phyre2 預測 hichin 蛋白二級結構（見圖 2-2）由 4 個 α-螺旋和 7 個 β-折疊組成，其中占可預測結構的 37%，而 α-螺旋僅占 9%。三級結構（見圖 2-3）與無脊椎動物幾丁
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本文編號：2893885