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对虾病害在世界范围内的广泛传播,给水产养殖和沿海农村经济造成了重大损失。自1993年对虾白斑病暴发以来,中国明对虾的养殖一直一蹶不振。引起对虾大规模死亡的原因是多方面的,其主要原因是养殖环境恶化、对虾种质退化和抗病力下降。因此,深入开展对虾免疫机制研究,并在此基础上寻找对虾疾病防治的有效方法,改良种质和培育抗病品系,已成为对虾养殖业走可持续发展之路的当务之急。
Toll样受体(Toll-like receptors,TLRs)家族是进化保守的哺乳动物模式识别蛋白(pattern recognition receptors,PRR),在先天免疫系统中起着非常重要的作用。本研究采用同源克隆和RACE(rapid amplification of cDNA ends)技术从中国明对虾中克隆到Toll样受体同源基因,并将其命名为FcToll。它全长4115 bp,3UTR包含16个polyA尾巴,开放阅读框编码931个氨基酸的多肽。预测的该多肽包含典型的Toll样受体结构,分为胞外区、跨膜区和胞内区。其中胞外区有信号肽,有16个富含亮氨酸的重复序列(leucine-rich repeats,LRR),并含有2个LRR-C末端基序和2个LRR-N末端基序;跨膜区是23个氨基酸的一次跨膜结构域;胞内区是含有139个氨基酸的TIR结构域(Toll/Interleukin-1R)。克隆发现FcToll的基因组结构包含5个外显子和4个内含子。系统发生分析揭示FcToll归属于“昆虫型”的无脊椎动物Toll样受体家族。组织分布研究发现FcToll在中国明对虾中是组成型表达的,在淋巴器官中表达量较显著。分别利用不同病原体刺激健康的中国明对虾,Real-time PCR发现该基因在刺激后表达水平呈现不同的表达谱:灭活鳗弧菌(Vbrio anguillarum)注射后5小时,该基因表达显著上调;而WSSV(white spot syndrome virus)注射后该基因表达则迅速下调,感染后23小时内其表达水平均低于对应时间点的对照组。这就表明FcToll可能参与中国明对虾的先天免疫防御,尤其可能参与入侵弧菌的免疫应答。