青海湖裸鲤Rh基因家族的全基因组分析及其碳酸盐碱胁迫响应

为探究Rh(Rhesus)基因家族在青海湖裸鲤(Gymnocypris przewalskii)高碱适应中的作用,研究基于青海湖裸鲤基因组数据对Rh基因家族进行了生物信息学分析,并开展碱胁迫和基因表达检测。结果显示,青海湖裸鲤Rh基因家族由7个成员组成,编码425—562个氨基酸不等。Motif、Domain及基因结构分析结果均表明该家族成员具有较高的保守性,但基因结构差异较大。染色体定位分析结果显示,Rh基因家族成员分布在7条染色体上(Chr 37、29、46、13、14、15和26),所有基因产物均为疏水性稳定蛋白,除Rhd产物外其余6个基因的产物均为酸性蛋白,其中α-螺旋是主要的二级结构,亚细胞定位预测结果显示,Rh基因产物全部位于细胞膜中。选择压力分析结果显示Rhbg和Rhcg2a受到正选择作用。在碳酸盐碱度胁迫下,青海湖裸鲤血氨浓度逐渐升高,胁迫48h后开始下降。基因表达研究表明,青海湖裸鲤鳃、皮肤、肾脏和肝脏组织中,Rhag、Rhbg、Rhcg1、Rhcg2a和Rh50的表达量呈现先上升后下降趋势;在血液组织中,Rhag、Rhbg、Rhcg2a和Rh50的表达量逐渐降低,Rhd的表达量呈现先上升后下降趋势。Rhbg和Rhcg2a可能是青海湖裸鲤氨氮代谢中发挥作用的关键基因,同时Rhag、Rhcg1、Rhcg2b和Rh50也发挥着一定的作用。就组织器官而言,鳃在青海湖裸鲤排氨中发挥主要作用,皮肤、肾脏和肝脏的作用次之。研究揭示了青海湖裸鲤Rh基因家族成员在氨氮代谢中的作用,为青海湖裸鲤资源保护提供了科学依据。