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扬子鳄(Alligator sinensis)是世界上现存23种鳄类之一,因其稀有的野生种群和狭窄的地理分布,已被我国列为国家一级保护动物。扬子鳄的自然保护区和人工养殖场也在安徽省和浙江省多地建立。扬子鳄的人工孵化与养殖已取得巨大成功,但其低繁殖率和缓慢的生长速率是当前人工养殖面临的主要问题。迄今,对扬子鳄生长发育和代谢的生理调控机制仍知之甚少。本研究采用RT-PCR和cDNA末端快速克隆(RACE)技术首次获得了扬子鳄胰岛素样生长因子Ⅰ(IGF-Ⅰ)和血管活性肠肽前体(prepro-VIP)的cDNA序列全长,通过实时荧光定量PCR技术(q-PCR)对两种基因在活动期和冬眠期的时空表达变化进行了分析。 本研究主要内容包括:⑴扬子鳄IGF-ⅠcDNA全序列包括一个322bp的5’非编码区(5-UTR),一个462bp的开放阅读框(ORF)和一个106bp的3-非编码区(3-UTR),其编码区编码153个氨基酸的前体,通过剪切信号肽和C末端延伸区(E区)产生一个70个氨基酸的成熟肽。扬子鳄IGF-Ⅰ成熟肽包括B, C, A, D4个功能域和6个保守的半胱氨酸残基。多重比对结果显示扬子鳄的IGF-Ⅰ的氨基酸序列与美洲鳄(100%)和鸟类(100%)有较高的一致性。用 IGF-Ⅰ的氨基酸序列构建的进化树显示鳄类和鸟类聚成一支。实时荧光定量PCR分析显示,IGF-Ⅰ在本研究所检测的所有组织中广泛分布,其表达水平在肝脏中最高,其次是胰腺和输卵管,在心、脾、肺、肾、胃、小肠、卵巢和肌肉中表达水平显著较低(P<0.05)。冬眠期,IGF-Ⅰ在肝,脾,输卵管和肾中的表达量显著降低(P<0.05),在其他组织中没有显著性变化。IGF-Ⅰ mRNA在冬眠和活动期的表达变化表明其在扬子鳄的生长调控方面发挥重要作用。⑵扬子鳄prepro-VIP的cDNA全长包括一个221bp的5’非编码区,一个606bp的完整编码区和一个312bp的3’非编码区。编码区编码一个201个氨基酸的多肽,其中包含一个28个氨基酸的血管活性肠肽(VIP)和一个27个氨基酸的组氨酸异亮氨酸肽(PHI)。多重比对结果显示,扬子鳄VIP的氨基酸序列与鸟类、爬行类和非洲爪蟾有100%的一致性,与鱼类和哺乳类分别有96%和89%的一致性。实时荧光定量PCR分析显示prepro-VIP在扬子鳄体内多种组织广泛表达,在小肠、胃、胰腺、肺和肌肉中表达量显著较高(P<0.05),在心、肝脏、脾、卵巢和输卵管中表达量显著较低(P<0.05)。冬眠期,扬子鳄prepro-VIP的表达水平在小肠中极显著性降低(P<0.01),在胰腺和肌肉中显著性降低(P<0.05),然而在肝脏、脾和肺中极显著性增加(P<0.01)。VIP的广泛分布及其在活动期和冬眠期的表达变化表明 VIP在扬子鳄体内有着多种生理功能,尤其是在调控扬子鳄的免疫和消化方面。⑶克隆了扬子鳄IGF-Ⅰ和prepro-VIP的cDNA全长,通过对其进行多重比对和系统进化分析,增进了IGF-Ⅰ和prepro-VIP分子进化规律的认识。通过比较活动期和冬眠期IGF-Ⅰ和prepro-VIP在不同组织中的表达变化,提高对扬子鳄生长和代谢调控的认识,为扬子鳄的人工养殖技术进步提供了基础资料。