黄淮北部不同冬小麦品种(系)产量和氮素利用效率差异

王建伟, 李东晓, 王千一, 张明哲, 李瑞奇

华北农学报. 2024, 39(2): 143-152

华北农学报 ›› 2024, Vol. 39 ›› Issue (2) : 143-152. DOI: 10.7668/hbnxb.20194597
资源环境·植物保护

黄淮北部不同冬小麦品种(系)产量和氮素利用效率差异

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Differences in Yield and Nitrogen Use Efficiency of Different Winter Wheat Varieties(Lines)in the North of Huanghuai Region

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摘要

为了研究黄淮北部不同冬小麦品种(系)类型的产量与氮素利用、转运和积累的差异,在2021—2022年,2022—2023年分别对黄淮北部麦区29,26个供试冬小麦品种(系)的产量性状和氮素利用效率进行了调查和分析。通过聚类分析,将小麦分成高产型、中高产型、中产型和低产型4种类型。分别在开花期和成熟期对小麦的茎、叶、穗和籽粒(成熟期)进行氮含量测定,分析氮素利用特性相关参数与产量之间的关系。结果表明,2021—2023年高产型、中高产型、中产型和低产型品种(系)间的平均产量差异显著,其中,高产型品种的公顷穗数显著高于其他3种类型。在开花期,各器官的氮积累量和分配率大小表现为茎鞘>叶片>穗;在成熟期,各器官的氮积累量大小表现为籽粒>茎鞘>穗>叶片。不同品种小麦花后氮素积累量、花前氮素转运量及其对籽粒的贡献率均以高产型品种(系)较高,且花前氮素转运量及其对籽粒的贡献率大于花后氮素积累量及其对籽粒的贡献率。氮素利用效率、氮素收获指数、开花期氮素积累量和成熟期氮素积累量与小麦籽粒产量呈显著正相关。因此,可通过不同品种的氮素吸收转运规律及分配特点进行水肥管理,或者选育氮素利用效率高的小麦品种,以实现小麦高产、高效生产。

Abstract

In order to study the differences in yield and nitrogen utilization,transport and accumulation of different winter wheat cultivar(line)types in the Northern Huanghuai,the yield traits and nitrogen utilization efficiency of 29 and 26 winter wheat cultivars(lines)for testing in the Northern Huanghuai wheat area were investigated and analyzed in 2021—2022 and 2022—2023,respectively.Through cluster analysis,wheat was classified into four types:high-yielding,medium-high-yielding,medium-yielding and low-yielding.Nitrogen content of wheat stems,leaves,spikes,and grains at maturity were measured at anthesis and maturity,respectively,to analyze the relationship between parameters related to nitrogen utilization traits and yield.The results showed that the average yields among high-yielding,medium-high-yielding,medium-yielding and low-yielding varieties(lines)differed significantly from 2021 to 2023,with the number of spikes per hectare of high-yielding varieties significantly higher than that of other types.At the anthesis stage,the nitrogen accumulation and distribution rate of each organ were stems and sheaths>leaves>spikes;at the maturity stage,the nitrogen accumulation of each organ was grains>stems and sheaths>spikes>leaves.The post-anthesis nitrogen accumulation,pre-anthesis nitrogen transport and its contribution to the grain of different varieties of wheat were higher in high-yielding varieties(lines),and the pre-anthesis nitrogen transport and its contribution to the grain were greater than the post-anthesis nitrogen accumulation and its contribution to the grain.Nitrogen utilization efficiency,nitrogen harvest index,nitrogen accumulation at anthesis and nitrogen accumulation at maturity were significantly and positively correlated with wheat grain yield.Therefore,water and fertilizer management can be carried out through the nitrogen uptake and transfer pattern and distribution characteristics of different varieties,or selecting and breeding wheat varieties with high nitrogen utilization efficiency to achieve high-yield and high-efficiency production of wheat.

关键词

冬小麦 / 品种 / 产量 / 氮素利用效率 / 氮素积累量

Key words

Winter wheat / Variety / Yield / Nitrogen use efficiency / Nitrogen accumulation

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王建伟 , 李东晓 , 王千一 , 张明哲 , 李瑞奇. 黄淮北部不同冬小麦品种(系)产量和氮素利用效率差异. 华北农学报. 2024, 39(2): 143-152 https://doi.org/10.7668/hbnxb.20194597
Jianwei WANG , Dongxiao LI , Qianyi WANG , Mingzhe ZHANG , Ruiqi LI. Differences in Yield and Nitrogen Use Efficiency of Different Winter Wheat Varieties(Lines)in the North of Huanghuai Region. Acta Agriculturae Boreali-Sinica. 2024, 39(2): 143-152 https://doi.org/10.7668/hbnxb.20194597
可溶性N-乙基马来酰亚胺附着蛋白受体(Soluble N-ethylmaleimide sensitive factor attachment protein receptors,SNARE)蛋白是一类广泛分布于真核细胞中的蛋白质超家族,主要参与囊泡融合、囊泡胞吐活动、蛋白质与膜转运等生理过程[1]。突触体相关蛋白29(Synaptosome associated protein 29,SNAP29)属于SNARE蛋白家族成员,不仅支持细胞分裂,还参与自噬、膜融合、内吞作用、突触传递、细胞因子释放等多种生物学过程[2]。研究表明,在小鼠和人胚胎肾细胞(HEK293)中,SNAP29可通过与人突触融合蛋白17(STX17)和囊泡相关膜蛋白8(VAMP8)形成稳定的复合物,介导自噬体-溶酶体融合,并发挥关键作用[3-4]。
SNAP29参与疾病发生发展生理过程的相关研究在人类和试验动物中已有相关报道。小鼠缺失SNAP29基因可以引起眼部组织和皮肤组织的病理变化,还可导致骨骼异常从而引起运动功能障碍[5]。当人类缺乏SNAP29基因会引起CEDNIK(Cerebral dysgenesis,neuropathy,ichthyosis and keratoderma,脑发育不良、神经病变、鱼鳞病和掌跖角化病)综合征[6]。敲除SNAP29基因的斑马鱼容易患有鱼鳞病,其表皮出现明显病理变化[7]。另外,Wesolowski 等[8]研究表明,SNAP29参与肥大细胞内化和杀灭大肠杆菌的生物学过程。目前,关于鱼类SNAP29基因的分子生物学特征及其参与病原感染引起的免疫应答和病理生理过程的研究鲜有报道。
半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis) 是我国特有的近海底层温水性鱼类,主要分布于我国黄海、渤海等沿海地区。随着人工繁育技术的发展和成熟,目前半滑舌鳎已成为我国重要的海水养殖鱼类[9]。然而,随着工厂化和集约化养殖模式发展,养殖规模和密度不断增加,半滑舌鳎的各种病毒性和细菌性疾病频繁发生[10]。致病性海藻希瓦氏菌(Shewanella algae)是海水养殖动物重要的病原菌,可在鲈鱼(Lates calcarifer)、石首鱼(Scinenops ocellata)、鳗鲡(Anguilla rostrate)、凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)、杂色鲍(Haliotis diversicolor)等水产动物中引起感染发病[11⇓⇓⇓-15]。Han等[16]在半滑舌鳎的腹水和肠炎病例中,也分离到致病性海藻希瓦氏菌。
本研究克隆半滑舌鳎SNAP29基因序列,分析其分子生物学特征;检测SNAP29转录本在半滑舌鳎鳃、脾脏、肝脏、中肾、头肾、肠道、心脏、脑组织中的分布,旨在研究海藻希瓦氏菌感染后SNAP29基因在不同组织中时序表达。

1 材料和方法

1.1 试验动物及主要试剂

半滑舌鳎平均体长(28±2)cm,平均体质量(140±20)g,购自天津海发珍品实业发展有限公司,并在农业农村部智慧养殖重点实验室循环水养殖系统(水温25 ℃,盐度18)暂养14 d。试验过程中用到的主要试剂有RNAeasy Plus动物RNA抽提试剂盒(上海捷瑞生物工程公司)、PrimeScript TM RT reagent Kit with gDNA Eraser 试剂盒(上海捷瑞生物工程公司)、UNIQ-10柱式DNA胶回收试剂盒(上海捷瑞生物工程公司)。

1.2 试验方法

1.2.1 健康半滑舌鳎组织取样

随机选取3条健康半滑舌鳎,解剖后取其鳃、脾脏、肝脏、中肾、头肾、肠道、心脏、脑组织,液氮速冻后放在-80 ℃冷冻保存,用于实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测SNAP29基因转录本在不同组织中的分布。

1.2.2 海藻希瓦氏菌感染及组织取样

海藻希瓦氏菌CSG-15由本实验室分离保存于-80 ℃[16]。将菌株CSG-15活化扩大培养,用0.85%生理盐水配置成1×106 cfu/mL浓度的菌液。半滑舌鳎共114尾,暂养结束后分成2组(试验组和对照组),每组设3个平行。试验组和对照组的半滑舌鳎分别腹腔注射200 μL海藻希瓦氏菌菌液和等量生理盐水;在感染后第0,6,12,24,48,72小时分别取肝脏、肠道、头肾、中肾、脾脏、鳃、心脏与脑组织,于-80 ℃保存。每个平行取3条舌鳎混为1个样本,用于分析海藻希瓦氏菌感染半滑舌鳎的SNAP29基因在不同组织中的时序表达。

1.2.3 总RNA提取及cDNA合成

使用RNAeasy Plus动物RNA抽提试剂盒(上海碧云天生物技术有限公司)提取半滑舌鳎各组织总RNA。用琼脂糖凝胶电泳检测RNA完整性,用Nanodrop ND-2000分光光度计(IMPLEN,德国)测定其浓度。使用PrimeScript TM RT reagent Kit with gDNA Eraser(TaKaRa,日本)对RNA进行反转录合成cDNA。

1.2.4 实时荧光定量PCR(qRT-PCR)

利用Primer Premier 6软件,在半滑舌鳎SNAP29基因的CDS区内设计引物,选取β-actin作为内参基因。引物由上海生工生物工程有限公司合成,引物序列如表1所示。根据 SYBR Premix E×Taq(TaKaRa,日本)说明书配制反应体系为20.0 μL,包括Prime ScriptTM RT Master Mix 10.0 μL、上下游引物各1.0 μL、cDNA模板2.0 μL和ddH2O 6.0 μL。反应条件为:95 ℃ 3 min;95 ℃ 10 s,50 ℃ 30 s,72 ℃ 1 min,40个循环。试验重复3次,结果通过2-ΔΔCt 法分析计算基因相对表达量。
表1 引物序列

Tab.1 Primer sequence

引物名称
Primer name		 引物序列(5'—3')
Primer sequence (5'—3')		 退火温度/℃
Annealing temperature		 扩增长度/bp
Expected size		 用途
Purpose
SNAP29-F ATAACGTCGTCTCTCGCTGC 55 900 PCR
SNAP29-R GCGGACCGATCTGTTTGTCT
SNAP29Q-F GAAGAGAACTGACAAGATGATG 50 81 qPCR
SNAP29Q-R ACACTCTTGATGCTGCTAAT
β-actin-F GTAGGTGATGAAGCCCAGAGCA 58 204 qPCR
β-actin-R CTGGGTCATCTTCTCCCTGT

1.2.5 半滑舌鳎SNAP29基因CDS区克隆

根据NCBI(http://www.ncbi.mlm.nih.gov/blast/BLAST.cgi)GenBank数据库,预测半滑舌鳎SNAP29基因的CDS区(登录号:XM_008336127.3),设计SNAP29基因PCR特异性引物,引物由上海生工生物工程有限公司合成(表1)。取制备好的健康半滑舌鳎肠道组织cDNA为模板,对半滑舌鳎SNAP29基因CDS区进行扩增。PCR反应体系共25.0 μL,包括2×Es Taq Master Mix 10.0 μL、上下游引物各1.0 μL、cDNA 2.0 μL和ddH2O 11.0 μL。反应条件为:94 ℃预变性5 min;94 ℃变性30 s,60 ℃退火45 s,72 ℃ 1 min,30个循环;72 ℃延伸10 min,于4 ℃保存。经PCR扩增后,其产物使用1%琼脂糖凝胶电泳法进行测定,按照UNIQ-10柱式DNA胶回收试剂盒(上海捷瑞生物工程公司)说明书操作回收目的基因片段。将胶回收产物与pMD18-T载体(TaKaRa,日本)连接,将连接混合物置于4 ℃过夜后进行转化至DH5α感受态细胞(TaKaRa,日本)。最后挑选阳性结果对应菌液送上海生工生物工程公司(中国)测序。

1.2.6 半滑舌鳎SNAP29基因的生物信息学分析

使用ExPASy Protparam网站(http://www.expasy.org/)预测蛋白质理化性质;使用Prosite网站(https://prosite.expasy.org/)预测SNAP29蛋白的结构域;SignalP 6.0网站(https://services.healthtech.dtu.dk/service.php?SignalP)预测蛋白质信号肽序列;通过ProtScale网站(https://web.expasy.org/protscale/)分析蛋白质亲/疏水性;使用NetPhos 3.1网站(https://services.healthtech.dtu.dk/service.php?NetPhos-3.1)分析得到蛋白质磷酸化位点;蛋白质二级结构和三级结构的预测分别使用SOPMA网站(http://npsa-pbil.ibcp.fr/cgi-bin/npsa_automat.pl?page=npsa_sopma.html)和SWISS Model网站(http://www.expasy.ch/swissmod/);最后采用MEGA 7.0软件进行系统发育树分析,Bootstrap值设置为1 000,多序列比对使用DNAMAN软件进行比较。

1.2.7 统计分析

利用SPSS 23.0进行统计分析,数据表示为平均值±标准差。健康半滑舌鳎SNAP29基因在不同组织中的表达量采用单因素方差分析(One-Way ANOVA)Duncan法进行差异显著性分析。海藻希瓦氏菌感染半滑舌鳎的SNAP29基因时序表达采用单因素方差分析ANOVA进行统计学分析。

2 结果与分析

2.1 半滑舌鳎SNAP29基因序列分析

使用PCR扩增半滑舌鳎SNAP29基因片段,利用琼脂凝胶电泳检测序列长度,获得长度约为900 bp的目的条带,目的片段符合预期(图1)。
图1 半滑舌鳎SNAP29基因PCR扩增产物琼脂糖凝胶电泳
M.DL2000 Marker;1.SNAP29基因PCR扩增产物。

Fig.1 Agarose gel electrophoresis of PCR amplification products of SNAP29 gene in Cynoglossus semilaevis

M.DL2000 Marker;1.SNAP29 gene PCR product.

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半滑舌鳎SNAP29基因序列如图2-A所示,CDS区片段长度为789 bp,推测编码262个氨基酸,理论等电点(pI)为5.39,分子质量为29.717 81 ku,分子式为C1263H2015N375O432S11,在第69—114位氨基酸和第199—261位氨基酸有2个典型的SNARE结构域(图2-B)。生物信息学分析表明,其不稳定系数为53.90,是一种不稳定的蛋白。亲疏水性分析结果表明,在一级氨基酸结构上SNAP29蛋白氨基酸正值多于负值,因此,该氨基酸初步判定为疏水性氨基酸,分值最高为2.267(图3)。
图2 半滑舌鳎SNAP29编码氨基酸序列及蛋白结构域预测
A.SNAP29 基因的编码氨基酸序列,红色为起始密码子与终止密码子,下划线为结构域;B.SNAP29蛋白结构域。

Fig.2 Prediction of amino acid sequence and protein domain of SNAP29 in Cynoglossus semilaevis

A.Amino acid sequence encoded by SNAP29 gene,red is the start codon and the stop codon,and the underline is the domain;B.SNAP29 protein domain.

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图3 半滑舌鳎SNAP29编码蛋白的疏/亲水性分析结果

Fig.3 Hydrophobicity/hydrophilicity analysis of SNAP29 protein in Cynoglossus semilaevis

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磷酸化位点预测结果显示,当阈值≥0.9时,半滑舌鳎SNAP29基因共有9个不同的磷酸化位点,其中7个丝氨酸(Ser)磷酸化位点(S33,57,62,72,107,152,181)主要分布在第20—40位氨基酸,第40—60位氨基酸,第60—80位氨基酸,第100—120位氨基酸,第140—160位氨基酸,第180—200位氨基酸;2个酪氨酸(Tyr)磷酸化位点(Y63,161)分布在第60—80位氨基酸,第160—180位氨基酸。此外,当阈值≤0.5 时,丝氨酸(Ser)磷酸化位点主要分布在第50—70位氨基酸,第140—160位氨基酸;苏氨酸(Thr)磷酸化位点主要分布在第30—60位氨基酸,第150—180位氨基酸;酪氨酸(Tyr)磷酸化位点主要分布在第60—80位氨基酸,第150—170位氨基酸(图4)。
图4 半滑舌鳎SNAP29氨基酸序列糖基化预测和磷酸化位点分析
横坐标为氨基酸序列,纵坐标为阈值。

Fig.4 Glycosylation prediction and phosphorylation site analysis of SNAP29 amino acid sequence in Cynoglossus semilaevis

The abscissa is the amino acid sequence, and the ordinate is the threshold.

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2.2 SNAP29多序列比对与蛋白结构预测

蛋白质结构预测结果表明,半滑舌鳎SNAP29二级结构主要有α-螺旋和无规卷曲,分别占比59.92%,38.55%,而延伸链和β-折叠在整条氨基酸链中含量较少,分别占比1.15%,0.38%(图5-A)。利用蛋白质3D结构数据库对SNAP29蛋白质进行三级结构预测分析,结果显示(图5-B),与二级结构基本一致。多序列比对结果显示,半滑舌鳎SNAP29的基因序列与欧洲鲈鱼(XP_051277717.1)的序列相似度最高(82.78%),其次依次是尖吻鲈(XP_018529060.1;81.08%)、金鼓鱼(XP_046243943.1;80.74%)、兰副双边鱼(XP_028270075.1;79.95%)、环纹圆竺鲷(XP_029999805.1,79.53%)(图6)。此外,基于半滑舌鳎SNAP29氨基酸序列,从NCBI网站下载了人、哺乳类、其他鱼类的SNAP29氨基酸序列,使用MEGA 7.0软件构建系统进化树(图7),结果显示,半滑舌鳎与其他鱼类聚为一支,亲缘关系较近;哺乳类单独聚为一支,与半滑舌鳎亲缘关系较远。
图5 SNAP29蛋白的二级结构预测(A)与三级结构预测(B)

Fig.5 Secondary structure prediction(A)and tertiary structure prediction(B)of SNAP29 protein

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图6 半滑舌鳎SNAP29基因编码氨基酸序列同源性比对
阴影区域.同源性氨基酸;黑色.同源性为100%;粉红色.同源性大于75%;浅蓝色.同源性大于50%;黄色.同源性大于33%。

Fig.6 Amino acid sequence homology comparison of the SNAP29 gene of Cynoglossus semilaevis

Shaded areas.Homologous amino acids;Black color.100% homology;Pink.>75% homology; Light blue.>50% homology;Yellow.>33% homology.

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图7 SNAP29蛋白系统进化树

Fig.7 SNAP29 protein phylogenetic tree

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2.3 健康SNAP29基因在半滑舌鳎各组织中的表达量

qRT-PCR结果显示,SNAP29基因在健康半滑舌鳎中心脏、脑、肝脏、肠道、脾脏、鳃、中肾和头肾这8种组织中均有表达,在鳃组织中的表达量最高,其次依次是脾脏、肝脏、中肾、头肾,在肠道、心脏、脑组织中表达量较低(图8)。
图8 半滑舌鳎不同组织中SNAP29表达水平
两组间分别比较,不同字母表明两组间差异显著(P<0.05)。

Fig.8 The expressions of SNAP29 in different tissues of Cynoglossus semilaevis

Comparisons between the two groups were made separately,with different letters indicating significant differences between the two groups(P<0.05).

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2.4 感染后SNAP29基因在半滑舌鳎各组织中的mRNA表达水平

利用海藻希瓦氏菌感染半滑舌鳎,采用qRT-PCR检测其肠道、脑、心脏、肝脏、头肾、脾中SNAP29的表达量。在感染后24,48,72 h,肠道组织SNAP29基因相对表达量显著上调(图9-A);在感染后12,48 h,脑组织中SNAP29基因相对表达量显著上调(图9-B);心脏组织SNAP29基因相对表达量在感染后6,12,24,48,72 h均呈现显著上调(图9-C);肝组织SNAP29基因相对表达量在感染后6 h显著上调,在12,48,72 h显著下调(图9-D);头肾组织SNAP29基因相对表达量在感染后6,12,24,48,72 h显著下调(图9-E);脾脏组织SNAP29基因的相对表达量在感染后6,24,48 h呈现显著上调,在感染后72 h呈现显著下调(图9-F)。
图9 海藻希瓦氏菌感染后半滑舌鳎不同组织中SNAP29的表达变化
不同字母表示不同时间差异达显著水平(P<0.05)。

Fig.9 Temporal expression patterns of SNAP29 in different tissues of Cynoglossus semilaevis after infection with S.algae

Different letters indicate differences at different time at a significant level(P<0.05).

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3 结论与讨论

半滑舌鳎SNAP29基因CDS区序列长度为789 bp,编码262个氨基酸,有2个典型SNARE结构域;预测其氨基酸序列与欧洲鲈鱼、尖吻鲈、金鼓鱼、兰副双边鱼等鱼类同源性较高;与智人、小鼠、美洲旱獭等哺乳动物同源性较远。基于SNAP29氨基酸序列构建的系统发育树显示,半滑舌鳎与一些硬骨鱼类如欧洲鲈鱼、尖吻鲈等亲缘关系较近,与智人和小鼠等哺乳动物亲缘关系较远。半滑舌鳎与其他物种的SNAP29既有相同的保守结构域,其氨基酸序列又有一定变异性,表明其在物种进化过程具有较高的保守性,同时也体现出物种特异性。
SNAP29蛋白参与自噬、膜融合、内吞作用、突触传递、细胞因子释放等多种生物学过程[2]。自噬是一种高度保守的细胞内降解过程,可以调节细胞生长、发育,同时也是宿主天然免疫的重要组成部分。自噬作为宿主防疫机制,可抵御许多病原体的免疫逃逸,包括胞外、吞噬体,以及细胞质感染。许多疾病与自噬功能障碍有关,包括神经再生和炎症性疾病、癌症和各种代谢紊乱[17]。已有研究表明,SNAP29介导的自噬体-溶酶体融合在吞噬消灭细菌过程中发挥关键作用[3-4]。
肠道在鱼类抗感染免疫应答过程中发挥重要作用。半滑舌鳎肠道组织在感染海藻希瓦氏菌后SNAP29基因表达量主要呈现上调趋势,推测SNAP29参与了肠道组织的自噬过程,组织细菌的免疫逃避。神经系统和胃肠道通过一个被称为“肠脑轴”的双向信号通路网络进行交流,脑和肠道的炎症过程可能会相互作用[18]。有研究表明,在突触前神经元中的SNAP29过表达可抑制突触传递,通过抑制SNARE复合物的分解导致突触囊泡传递出现缺陷[19]。本研究脑组织SNAP29表达量在感染后12,48 h呈现上调,原因可能是引起脑组织中神经递质胞吐受损和突触传递异常[5]。
在脊椎动物中,通常认为肝脏不仅是代谢、营养储存和解毒中心,并且也具有重要的免疫防御功能。在受到病原的刺激时,肝脏组织能够产生炎性因子、趋化因子、补体成分和APR蛋白(Acute phase reaction protein,APRP)[20]。本研究中,肝脏组织SNAP29感染后第6小时表达量显著上调,在感染后12,48,72 h显著下调,推测SNAP29参与了肝脏早期的免疫应答反应,启动自噬防御机制,在产生各类细胞因子过程中发挥作用。随着感染时间延长,肝功能可能受到损伤,导致SNAP29表达量呈现下调趋势。自噬可通过参与心脏重塑、逆向重塑、衰老和炎症等生物学过程,维持心脏细胞稳态[21]。本研究中,海藻希瓦氏菌感染后的半滑舌鳎心脏组织SNAP29主要呈现上调表达,推测心脏组织启动了自噬机制,形成保护心肌细胞的适应性反应。
头肾和脾脏是鱼类重要的免疫器官,它们在获得性免疫应答中起着重要作用。鱼类头肾组织是类似于哺乳动物的肾上腺,是硬骨鱼特有的器官 [22],在大多数硬骨鱼中,它被特化为完全由淋巴组织组成的淋巴器官[23]。有研究发现,SNAP29在斑马鱼胚胎中缺失可导致肾脏功能缺陷[24]。在肾结晶小鼠模型中,SNAP29基因前期表达量下调[25]。本研究与之相同,半滑舌鳎头肾SNAP29表达量在感染6 h后均显著下调,推测海藻希瓦氏菌感染后对免疫器官产生的自噬损伤,可能与肾脏免疫功能受损有关。鱼类脾脏被结缔组织膜包围,与高等脊椎动物具有相同的基本结构:血管、椭圆体、红髓和白髓[26],在鱼类中,脾脏还可以作为红细胞(rbc)的储存库[27]。脾脏具有广泛的免疫功能,它可以过滤掉血液中的病原体和异常细胞,当脾功能不足时,免疫功能会受到抑制[28]。脾脏组织中SNAP29表达量感染后6,24,48 h显著上调,推测是海藻希瓦氏菌使脾脏免疫功能受到抑制,引发自噬功能,从而脾脏发挥保护性补偿作用,保护半滑舌鳎的脾脏细胞免受进一步损伤,但目前还不能确定自噬与免疫抑制之间的关系。
本研究结果表明,SNAP29基因在健康半滑舌鳎各组织中均有表达。感染海藻希瓦氏菌后,半滑舌鳎肠道、脑、心脏、肝脏、头肾、脾脏组织中SNAP29基因呈现差异表达,表明SNAP29基因可能参与机体免疫应答过程或病理生理过程。研究结果为进一步研究SNAP29蛋白的功能和探索半滑舌鳎体内自噬过程提供了参考资料。

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基金

国家现代农业产业技术体系项目(CARS-03-05)
国家自然科学基金项目(32201908)
河北省自然科学基金项目(C2022204070)

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