Page 134 - 《水产学报》2023年第1期
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郑卫卫，等                                                                 水产学报, 2023, 47(1): 019109

              组相比，SmMKK2a在淡水           (0) 处理条件下显著下            MKKs 可能在硬骨鱼进化过程中发生了选择性丢
              调，SmMKK6b     显著上调，SmMKK6a        极显著下调          失。另外，分子进化分析表明，所有大菱鲆重复
              (FDR < 0.05  且|log2 FC| > 1)，SmMKK7  极显著上        基因对的     Ka/Ks 值均小于    1，表明纯化选择在大
              调  (FDR < 0.05  且|log2 FC| > 1)。以上分析表明，          菱鲆  MKK  基因家族进化过程中发挥了重要作用。

              SmMKK4a、SmMKK4b、SmMKK6a         和  SmMKK7  对         系统发育关系分析可以为基因家族的分类和
              盐度应激具有较强的响应。                                     进化提供重要证据。本研究用大菱鲆及其他                     3  种
                   综上所述，SmMKK6a        对热、高盐、低盐胁               代 表 性 硬 骨 鱼   (斑 马 鱼 、 青 鳉 和 斑 点 雀 鳝 ) 的
              迫均有较强的响应，表明其在大菱鲆响应非生物                            MKKs 蛋白序列构建了系统进化树，根据进化树
              应激的过程中可能具有重要作用。                                  将所有蛋白序列分为          5  个亚家族。其中，家族成
                                                               员  MKK1  和  MKK2  的亲缘关系比其他          MKKs 都
               3    讨论                                         要近，因此将      MKK1   和  MKK2  划分为   MKK1/2  亚
                                                               家族。另外，不同硬骨鱼相同亚家族内的直系同
                   MKK  是  MAPK  信号通路的核心组成部分，
                                                               源基因首先聚为一支，表明              MKK  亚家族成员在
              在先天免疫应答和细胞应对外部刺激的响应中发
                                                               物种之间的保守性远高于亚家族之间的保守性。
              挥重要作用      [8, 15] 。近年来，随着基因组测序技术的
                                                                   基因结构分析也可以为评估基因家族成员的
              发展，MKK      基因家族已在多种植物           [11, 39-40]  和水产
                                                               进化关系及揭示        MKK  家族成员功能的进化提供
              动物   [ 如虹鳟 、大黑口鲈 、虾夷扇贝 、硬壳
                                       [17]
                          [18]
                                                   [8]
                                                                   [44]
                                                               证据 。本研究中，基因结构和保守基序分析表
              蛤  (Mercenaria mercenaria) [41]  等  ] 中进行了全基因
                                                               明，相同亚家族成员具有相似的内含子-外显子结
              组水平的鉴定和功能研究。目前，MKK                  基因家族
                                                               构和  motif 组成，不仅说明大菱鲆          MKK  基因家族
              的系统鉴定和功能研究在大菱鲆中尚未见报道。                            在进化上是高度保守的，也进一步为                  MKK  基因
              本研究在全基因组水平对大菱鲆                 MKK  基因家族         家族分类提供了重要证据。另外，多重序列比对
              进行了系统的鉴定和理化特征分析，并进行了系                            分析显示，SmMKKs 含有多个            MKK  基因家族的
              统发育、基因结构和保守基序等分析。另外，基                            保守   motif 序列，例如，参与         MKK  和  MAPK  之
              于多个公开发表的转录组数据集，研究了                   SmMKKs      间的磷酸转移反应的           GxGxxGxV motif、在调节
              在不同组织和不同生物和非生物胁迫响应中的表                            ATP  和  MKK  相互作用中起重要作用的           DFG/APE
              达模式。                                             motif 等，说明   MKK  基因家族的进化具有高度保
                   MKKs 广泛存在于各种真核生物中，但其家                       守性。另外，基因结构分析也表明，不同亚家族
              族成员数目在不同物种间存在较大差别。本研究                            之间的内含子-外显子结构及              motif 组成有差别，
              通过   BLASTP  比对和结构域筛选相结合的方法，                     说明  MKK家族成员在功能上可能具有多样性。例
              在大菱鲆基因组共鉴定出             9  个  MKK  基因家族成         如，motif 9  只存在于     MKK1/2  亚家族中，motif
              员，与大黑口鲈        (8  个) 、斑马鱼     (8  个) 等硬骨鱼       11  只存在于   MKK4  亚家族中，基因表达模式分析
                                  [17]
              相似，明显少于虹鳟            (17  个) ，多于哺乳动物             表明，MKK1/2     和  MKK4  亚家族成员的功能在应
                                         [18]
                                                [8]
              (7  个 ) 和 双 壳 动 物  [ 虾 夷 扇 贝  (5  个 ) 、 硬 壳 蛤    激响应中具有较大差异。另外，基因结构分析表
                   [41]
              (5  个) ]。研究表明大部分脊椎动物在进化过程                        明，MKK6a    和  MKK6b  具有相同的内含子和外显
              中都经历了      2  次全基因组加倍，而鱼类经历了               3     子数目，但是       MKK6a  第一外显子长度明显长于
              次或   4  次全基因组加倍 ，如虹鳟经历了                4  次基     MKK6b，推测可能是二者功能存在较大分化的主
                                   [42]
              因组加倍，因此，全基因组加倍可能是不同物种                            要原因。
              中  MKK  基因拷贝数变化主要原因之一。本研究                            本研究通过综合分析          SmMKKs 在多种生物和
              中大菱鲆的重复基因对全部位于不同染色体上，                            非生物应激条件下的表达模式发现， SmMKK6a
              也说明全基因组重复可能是导致大菱鲆                    MKK  基      在寄生虫、病毒感染等生物应激条件和热、盐度
              因重复的主要原因。另外，相关研究还认为基因                            等非生物应激条件下均表现出迅速且强烈的响应，
              重复和基因丢失是基因家族和物种形成的必要条                            表明  SmMKK6a   可能在大菱鲆响应生物和非生物
              件 。与哺乳动物和鸟类相比，本实验未在大菱                            应激中均发挥重要作用；另外，SmMKK6b                 在病毒
                [43]
              鲆  MKK  基因家族中发现        MKK3   家族成员，这与            感染、高温等应激反应中也表现出一定的响应，
              在虹鳟、大黑口鲈中的研究结果一致                   [17-18] ，说明   表明  SmMKK6b   在应激响应中也具有一定的作用。

              中国水产学会主办  sponsored by China Society of Fisheries                          https://www.china-fishery.cn
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