虹鱒Hsp40家族基因鑒定及其熱應激下的表達分析

摘要：虹鱒(Oncorhynchus mykiss)作為典型的冷水性魚類,對較高水溫的耐受能力差,隨著全球氣候變暖,夏季高溫對其養殖的威脅越來越嚴重。為了進一步探尋熱休克蛋白(heat shock proteins, Hsps)在虹鱒熱應激過程中的作用及其機理,本研究通過對虹鱒基因組數據庫和RNA-seq數據進行生物信息學分析,共鑒定出36個Hsp40家族基因,并在全基因組水平對虹鱒Hsp40家族基因進行了理化性質、系統發育、基因結構及基因水平表達譜的系統分析。結果顯示,根據結構的相似性這些基因可分為3種不同的亞型:Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ,編碼氨基酸190~760個,理論等電點5.01~9.09;基因結構分析顯示,虹鱒Hsp40家族基因都只有1個外顯子;亞細胞定位分析表明,虹鱒Hsp40家族基因主要在細胞質、細胞核和線粒體中表達;二級結構主要以α-螺旋和不規則卷曲為主。通過RNA-seq數據對虹鱒Hsp40表達譜分析顯示,虹鱒熱應激后有8個Hsp40基因在肝臟中表達上調,10個基因在頭腎中表達上調,在兩個組織中均表達且上調的基因有7個。熱應激后Hsp40家族基因的顯著表達調控表明Hsp40家族基因參與了虹鱒熱應激,該結果為研究Hsp40家族基因成員抗熱應激的調控機制提供基礎數據。