《红白锦鲤GTP环化水解酶1基因（Gch1）的表达及其进化分析》.pdf

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1、Onlinesystem：http：／／www．jabiotech．org农业生物技术学报JournalofAgriculturalBiotechnol0gy2015，23(7)：945—952D0l：10．3969／i．issn．1674．7968．2015．07．012红白锦鲤GTP环化水解酶1基因(GcJ7)的表达及其进化分析李晓敏李炯棠肖贵宝，z宋迎楠王秀利孙效文l大连海洋大学水产与生命学院，大连116023；2中国水产科学研究院水产生物应用基因组中心，北京100141通讯作者，sunxw2002@163．corn摘要斑马鱼(Daniorerio)中蝶啶代谢通路调控蝶啶色素合成，而G

2、TP环化水解酶1基因(GTPcyclohydrolase1，Gch1)是该代谢通路的限速酶。锦鲤(Cyprinuscarpiovar~koi)是一种被广泛养殖的观赏鱼，有多种的体色组合模式。为了研究锦鲤Gchl基因的功能、保守性及在不同体色的表达模式，本研究组装鲤(Cyprinuscarpio)高通量转录组数据，并依此扩增获得锦鲤Gchl全长eDNA序YlJ(GenBank登录号：KP056544)。该基因编码一个由251个氨基酸组成的蛋白。结构域分析发现，该蛋白含有GTP—cyclohydrolaseI功能域。GeneOntology注释发现，该蛋白具有水解酶活性分子功能，并参与细胞内含氮

3、化合物代谢和细胞内氨基酸代谢过程。多物种Gchl同源性比较发现，该基因较为保守。适应性进化分析发现，锦鲤与斑马鱼Gchl的非同义替换率(thenumberofnonsynonymoussubstitutionspernon—synonymoussite，Ka)与同义替换率(thenumberofsynonymoussubstitutionspersynonymoussite，Ks)比值为0．06，说明该基因在进化中受到强烈负选择压。研究结果表明，锦鲤Gchl参与蝶啶代谢通路；Gchl在红皮的表达水平显著高于白皮的<0．05)，提示该基因高表达可能导致体色变红。本研究首次阐明Gchl在锦鲤红白

4、体色间的表达差异，为进一步研究Gchl在锦鲤其他体色变化的作用机理提供了基础信息。另外，本研究还揭示Gchl在脊椎动物中的保守性，为研究其他观赏鱼类的体色变化机制提供借鉴。关键词GTP环化水解酶1基因(Gch1)，锦鲤，体色，蝶啶合成ExpressionandEvolutionaryAnalysisofGTPCyclohydrolase1Gene(Gch1)inRed—whiteKoiCarp(Cyprinuscarpiovar．koi)LIXiao—Min’。LIJiong—TangXIAOGui—Bao，SONGYing-Nan2、7lrANGXiu—LiSUNXiao—Wen1Coll

5、egeofFisheriesandLifeScience，DalianOceanUniversity,Dalian116023，China；2TheCenterforAppliedAquaticGenomics，ChineseAcademyofFisherySciences，Beijing100141，ChinaCorrespondingauthor,sunxw2002@163．cornAbstractThepteridinepathwayregulatesthesynthesisofyellowtoreddishpteridinepigmentsinzebrafish(Daniorerio

6、)．GTPcyclohydrolase1(Gch1)isfoundastherate—limitingenzymeofthispathway~Koicarp(Cyprinuscarpiovar．koi)isoneofthemostwidespreadculturedornamentalfishwithvariouscolorpa~ems．Inordertostudythefunction，conservationandexpressionpa~ernofGchlindifferentcolorsofKoicarp，thepresentstudyamplifiedthefull—lengthG

7、chleDNA(GenBankNo．KP056544)basedontheassembledtranscriptomeofcommoncarp(Cyprinuscarpio)．Theproteinconsistsedof251aminoacidswithaconservedGTP—cycloh~rdrolaseIdomain．GeneOntologyannotationindicatedthatGchlwas