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青虾Cathepsin D基因及其dsRNA的应用

成果类型:: 发明专利,外观设计

发布时间: 2022-09-09 09:44:33

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 陈曦 | 2022-09-09 09:44:33

本发明公开了青虾Cathepsin D基因及其dsRNA的应用,属于生物技术领域。首先获得青虾Cathepsin D基因,其核苷酸全长序列为SEQ ID NO:1,氨基酸序列为SEQ ID NO:2。而后利用RNA干扰等技术获得序列为SEQ ID NO:3基因片段,并以此基因片段为模板合成dsRNA1。将dsRNA1注入雌性青虾围心腔后,在第10、20和30天,dsRNA1组青虾的性腺发育指数分别为1.45%,1.64%和1.79%,均显著低于对照组和dsRNA2组。由此可见,dsRNA1可以有效减缓雌性青虾卵巢发育速度。

本发明提供的一种青虾Cathepsin D干扰基因片段获取方法如下:对青虾Cathepsin D氨基酸序列分析后,选择Cathepsin D特异性区域,设计了两对干扰引物,一是上游引物SEQ ID NO:4和下游引物SEQ ID NO:5,二是上游引物SEQ ID NO:6和下游引物SEQID NO:7,然后以青虾总cDNA为模板进行PCR扩增得到DNA片段SEQ ID NO:3、SEQ ID NO:8。

青虾,学名日本沼虾(Macrobrachium nipponense),俗称为河虾,是中国重要的淡水养殖虾类之一。雌性青虾具有“性快熟”的特点,在进入繁殖季节后,虾苗放养45天左右可以达到性成熟,当年生的雌虾可繁殖多代。特别是在夏季水温较高时期,雌虾一个卵巢成熟周期只需要15天时间。这一特点是多年来一直困扰青虾产业的重要问题。卵巢快速成熟导致青虾繁殖过快,引起多代同堂,继而引发养殖密度过高、缺氧风险显著提高、饲料消耗增大等问题,严重影响了养殖的经济效益,更给家系选育等科研工作造成难题。因此,找到控制青虾卵巢快熟的方法,对于青虾产业健康高效的发展意义重大。

组织蛋白酶D(Cathepsin D)广泛存在于各种生物体中,属于酸性溶酶体内切蛋白酶,能够水解胞内蛋白和多肽,维持细胞稳态。在人和哺乳动物中,组织蛋白酶D参与激活酶原和生长因子、大脑抗原呈递、表皮分化及细胞凋亡等多种机体生理活动。

RNAi(RNA interference,RNAi)技术是利用双链RNA在Dicer酶作用下形成众多小的RNA片段,最终引起靶向mRNA发生降解,导致细胞或个体不能合成相应的氨基酸,引起个体功能表现缺失,达到干扰敲除的目的。已有研究证实,对青虾卵黄蛋白原基因进行RNAi,可有效抑制青虾卵巢发育(Bai et al,2015)。证明RNAi技术在解决青虾“性快熟”问题中具有很好的应用前景。

发明人:乔慧 程丹 傅洪拓 张文宜 蒋速飞 熊贻伟 金舒博 龚永生中国水产科学研究院淡水渔业研究中心系农业农村部(原农业部)所属综合性淡水渔业研究机构。前身为“太湖水产增殖科学实验基地”、“亚太地区综合养鱼研究和培训中心”,1978年建立于无锡。因单位撤并及隶属关系,先后有“国家水产总局长江水产研究所”、“中国水产科学研究院长江水产研究所”等多个称谓,1984年改为现称。“八五”以来一直位列“全国农业科研综合实力百强研究所”。2002年11月,被国家科技部、财政部和中编办确定为非营利性科研机构,进入国家科技创新体系。

1、在注射dsRNA1后第4天与第7天卵巢中的Cathepsin D基因沉默效率分别为98.80%、99.48%,有效的抑制了青虾Cathepsin D基因的表达。

2、注射dsRNA1可以有效降低青虾Cathepsin D基因mRNA的表达,抑制青虾卵巢发育速度。青虾在第10天,dsRNA1组性腺发育指数为1.45%,显著低于对照组(2.37%),第20天,dsRNA1组性腺发育指数为1.64%,显著低于对照组(3.19%),即使到了第30天,dsRNA1组性腺发育指数也仅为1.79%,显著低于对照组(4.57%)和dsRNA2组(3.29%)。

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