FTZ-F1基因调控表皮蛋白参与对虾表皮重建的分子机制

批准号:
31702320
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
高羿
依托单位:
学科分类:
C1903.水产生物繁殖与发育
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
袁剑波、段虎、王全超、郭勍、张小溪、杜江丽
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中文摘要
对虾的蜕皮过程伴随着表皮的有序重建,与其生长发育密切相关,表皮重建的紊乱会造成蜕皮不遂或新壳难以硬化等问题,引起对虾滞育乃至死亡。因此对虾表皮重建机制的研究具有重要的理论意义和应用价值。申请人所在研究团队在对凡纳滨对虾全基因组数据挖掘过程中,发现对虾表皮蛋白基因家族发生显著扩张,并且在蜕皮过程中高度有序表达;同时发现对虾存在表皮蛋白调控的关键基因FTZ-F1,其表达时期和表达位置与表皮蛋白基因的表达一致,推测FTZ-F1可能是对虾表皮重建过程中调控表皮蛋白基因有序表达的关键因子。为深入探讨对虾表皮重建的分子机制,本项目拟在前期工作基础上,通过dsRNA干扰、CRISPR/Cas9等手段研究FTZ-F1在对虾表皮重建过程中的作用及对表皮蛋白基因表达的调控机制。本项目的顺利实施,可为阐明对虾乃至甲壳动物表皮重建的分子机制提供重要依据,也为人工管控对虾在养殖中的蜕皮、生长,防止滞育提供理论指导。
英文摘要
The molting process of shrimp is accompanied with the cuticle reconstruction, which is closely related to the growth and development. The disorder of cuticle reconstruction might lead to various phenomena such as uncomplete molting or softness of the newly formed shell, which may result in developmental stasis or even worse, death. Therefore, characterization of cuticle reconstruction is of important theoretical significance and great application potential. Based on the finished Litopenaeus vannamei genome, we found that the gene family of cuticle protein showed significant expansions and a highly ordered type of expression in the molting process. Simultaneously, a key regulatory gene of cuticle protein, FTZ-F1, was presumed to be an important regulator of cuticle proteins’ ordered expression in cuticle reconstruction process according to its expression pattern. To gain an in-depth insight on the molecular mechanism of the cuticle reconstruction, this project aims to study the role of FTZ-F1 gene in the molting process of Litopenaeus vannamei and the transcriptional and regulation effect of FTZ-F1 on the cuticle protein gene basing on prior findings. The techniques to be applied in this project include real time PCR, Western bolt, dsRNA interference, and CRISPR/Cas9. As this project progresses, updated results may help illustrate the molecular mechanism of the development and cuticle reconstruction of shrimp (or even whole Crustaceans) cuticle and will provide theoretical guidance for artificially controlling the developmental process and avoiding developmental stasis in the future.
FTZ-F1基因是响应蜕皮激素的核受体超家族成员,在蜕皮激素激活的下游通路中所处的位置十分关键。但迄今为止,虾类中FTZ-F1基因的功能研究寥寥无几,尤其是FTZ-F1调控虾类蜕皮过程的研究还是空白。本项目通过克隆测序成功获得了2条凡纳滨对虾FTZ-F1基因,通过时空表达、生物信息预测、dsRNA干扰、基因编辑等手段研究了FTZ-F1基因在虾类表皮重建过程中的作用。结果发现FTZ-F1基因的敲降可以导致对虾蜕皮不遂,继而引起死亡。通过研究FTZ-F1基因调控其他蜕皮激素应答基因的影响初步构建了凡纳滨对虾蜕皮调控网络;通过转录组学研究了FTZ-F1基因调控表皮重建相关基因家族的作用,构建了凡纳滨对虾蜕皮调控的分子事件。最后我们也建立了以脊尾白虾为模型的CRISPR/Cas 9基因编辑模型,获得了FTZ-F1基因的敲除个体。通过本项目的实施填补了FTZ-F1基因在甲壳动物蜕皮发育调控研究中的空白。
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CRISPR/Cas9-mediated mutation reveals Pax6 is essential for development of the compound eye in Decapoda Exopalaemon carinicauda
CRISPR/Cas9介导的突变揭示Pax6对于十足目Exopalaemon carinicauda复眼的发育至关重要
DOI:10.1016/j.ydbio.2020.07.001
发表时间:2020-09-15
期刊:DEVELOPMENTAL BIOLOGY
影响因子:2.7
作者:Gao,Yi;Zhang,Xiaoxi;Li,Fuhua
通讯作者:Li,Fuhua
DOI:--
发表时间:2019
期刊:水产学报
影响因子:--
作者:杜江丽;张晓军;张小溪;袁剑波;高羿;李富花;相建海
通讯作者:相建海
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