海带钒依赖溴过氧化物酶基因甄别和表达分析

钒依赖溴过氧化物酶(Vanadium-dependent bromoperoxidase,vBPO)在富集碘的褐藻中广泛存在,催化碘化物生成,消除过量过氧化氢,保护藻体。因此,vBPO基因是褐藻天然免疫和防御应答的指示基因之一。中国广泛栽培海带(Saccharina japonica),但现行的“浮绳网藻体倒置避夏栽培”模式可能使海带孢子体持续性地处于强紫外线、强光照、高温度及频繁的光照和温度波动等环境因素的胁迫状态。这可能是导致海带病害越来越频繁的生理学原因。本研究用转录组测序方法分析了海带孢子体4个生长发育时期(薄嫩期、厚成期、成熟期和衰老期)vBPO基因的表达模式,获得了59条至少在一个生长发育时期表达的vBPO基因转录本组装物,其中的4条含有完整vBPO基因开放阅读框。用这4条序列含有的开放阅读框逆翻译成氨基酸序列并与从NCBI数据库下载的16个物种的28条vBPO氨基酸序列构建分子系统学树,发现它们的氨基酸序列与掌状海带(Laminaria digitata)的vBPO亲缘关系最近,并与所有褐藻vBPO聚为一枝。这说明这些转录本就是海带vBPO基因表达产物。研究还发现,59条海带vBPO基因转录本在4个发育时期的平均丰度是相应时期全部基因转录本的平均丰度的9~19倍,平均13倍,这说明海带天然免疫和防御应答机制之一的碘富集机制持续性处于高活性状态。研究还发现海带vBPO基因表达模式与碘含量变化呈正相关(r=0.974)。