本发明专利技术公开了一种具有提高鱼类低氧耐受能力功能的核苷酸序列，所述核苷酸序列的碱基序列如(a)或(b)或(c)或(d)所示：(a)如SEQ ID NO:1所示；(b)如SEQ ID NO:2所示；(c)编码如SEQ ID NO:3所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(d)在严谨杂交条件下与(a)或(b)限定的核苷酸序列杂交且编码巯基特异性抗氧化蛋白的核苷酸序列。本发明专利技术还公开了该核苷酸序列蛋白质、重组载体或宿主细胞用于提高鱼类低氧耐受能力和耐低氧转基因鱼品种培育中的用途。将其作为转植基因整合进入受体鱼类基因组，并有效表达后，能够显著提升受体鱼细胞和机体的低氧耐受能力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于鱼类基因工程
，特别涉及一种鱼类低氧耐受基因及其用途。
技术介绍
普通大气压下，水中氧气的溶解度仅相当于同体积空气中氧含量的1/30，且水中氧气扩散速度比空气中慢得多，植被或冰层覆盖、温度梯度、盐度梯度都能够引起局部水体含氧量急剧下降。由于水体中氧供应有限，养殖物种的低氧耐受能力成为影响水产养殖密度的重要因素，对于耐低氧鱼类如乌鳢、镜鲤等，通过合理的养殖模式优化，可以实现“一塘水、半塘鱼”的高效集约化养殖，而对于不耐低氧的鲑鳟鱼类、舌鳎等，则必须控制较低的养殖密度，并随时监控水体溶氧状况，及时采取物理(如氧气泵)或化学(如增氧剂)的人工增氧措施。因此，改善养殖鱼类的低氧耐受能力对于发展节水、低碳的环境友好型现代水产养殖业具有重要意义。此外，耐低氧能力的提升，也能使养殖鱼类在运输和上市售卖环节更易于保持鲜活，提升水产品品质。转基因是一种行之有效的遗传改良手段，它通过基因工程技术，将外源基因片段导入并整合到受体物种基因组内，从而提升或改变目标物种的表型性状，并能够产生稳定遗传的后代。世界上首例转基因鱼模型于1985年由我国科学家报道，朱作言院士课题组使用小鼠金属硫蛋白Ⅰ型基因启动子驱动人生长激素基因，培育出快速生长的转基因金鱼(Zhu Z Y et al.，Z Angew Ichthyol，1985，1:31–34)。经过30余年的发展，多种有效的鱼类转基因技术方案已成功确立，并在鲑鳟鱼、鲤鱼、草鱼、罗非鱼、泥鳅、黄颡鱼、鲶鱼、斑马鱼等物种中得到应用。一些涉及生物伦理和生物安全的转基因科学观念也逐渐形成共识，例如以商品化生产为目标的转基因鱼类研发宜使用“全鱼”转基因策略，即所有的转基因元件，包括表达调控序列、转入的外源基因，都来源于鱼类，而非远缘动植物、微生物，尤其是人类。2015年11月，全球首例可食用转基因鱼-转基因大西洋鲑AquAdvantage，获得美国食品药品监督管理局(FDA)批准上市，它是将大鳞大马哈鱼生长激素基因置于美洲绵鳚抗冻蛋白基因启动子驱动之下，共同转入大西洋鲑基因组内构建的转基因鱼新品种，重组的全鱼生长激素基因可使转基因鱼达到上市规格的生长周期从3年左右缩短到18个月。然而目前报道的被转入鱼类基因组内的外源基因多数是生长激素基因，以及用于观赏鱼的荧光蛋白基因，抗逆基因数目很少，其中耐低氧转基因的报道仅有1例，是将透明颤菌血红蛋白基因VHb转入斑马鱼(Guan B et al.，MarBiotechnol，2011，13:336–344)。究其原因，主要是我们目前对鱼类耐低氧性状关联性显著的基因所知太少，无法提供用于基因操作的候选基因。综上所述，亟待有一批鱼类耐低氧基因获得应用，将其转入鱼类基因组后，能够显著提高鱼类细胞和机体的低氧耐受能力。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种具有提高鱼类低氧耐受能力功能的核苷酸序列，将其作为转植基因整合进入受体鱼类基因组，并有效表达后，能够显著提升受体鱼细胞和机体的低氧耐受能力。为此，本专利技术提供的技术方案为：一种具有提高鱼类低氧耐受能力功能的核苷酸序列，所述核苷酸序列的碱基序列如(a)或(b)或(c)或(d)所示：(a)如SEQ ID NO:1所示；(b)如SEQ ID NO:2所示；(c)编码如SEQ ID NO:3所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(d)在严谨杂交条件下与(a)或(b)限定的核苷酸序列杂交且编码巯基特异性抗氧化蛋白的核苷酸序列。一种具有提高鱼类低氧耐受能力功能的蛋白质，其氨基酸序列如SEQ ID NO:3所示。一种重组载体，所述重组载体含有所述的核苷酸序列和与所述核苷酸序列可操作地连接的用于表达的调节序列。优选的是，所述的重组载体中，所述重组载体为含有所述的核苷酸序列的表达载体。宿主细胞，所述宿主细胞含有所述的核苷酸序列或所述的重组载体。一种获得所述的重组载体的方法，包括如下步骤：利用限制性内切酶EcoRI和Bgl II双酶切如包含Prdx核苷酸序列的全长cDNA克隆，同时利用限制性内切酶EcoRI和BamHI将pTol2-Neo质粒双酶切，之后将双酶切后的Prdx核苷酸序列和pTol2-Neo质粒进行连接，通过筛选得到含有SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列的pTol2-Prdx-Neo重组载体。一种获得所述的宿主细胞的方法，包括如下步骤：将获得的pTol2-Prdx-Neo重组载体转染入草鱼肾脏细胞系Ctenopharyngodon idellus kidney。一种提高鱼类低氧耐受能力的方法，包括如下步骤：a.提供所述的宿主细胞；和，b.将所述宿主细胞整合入鱼类中，得到低氧耐受能力提高的鱼类。所述的核苷酸序列、所述的蛋白质、所述的重组载体或所述的宿主细胞用于提高鱼类低氧耐受能力和耐低氧转基因鱼品种培育中的的用途。本专利技术至少包括以下有益效果：本专利技术的耐低氧基因可应用于耐低氧转基因鱼品种培育，通过合适的转基因手段将Prdx基因转植进入原本不耐低氧的鱼类基因组内，并使其有效表达，可以大幅增加鱼类细胞内的抗氧化蛋白表达量，抵抗低氧胁迫下细胞内生成活性氧分子引起的组织损伤和细胞凋亡，从而显著提高细胞及个体的低氧耐受能力，培育适宜节水低碳养殖模式的耐低氧鱼类新品种。本专利技术的耐低氧基因来源于鲤鱼，其核酸序列及转录、翻译产物均在鱼类体内天然存在，用作鱼类转基因操作中的转植基因可以形成“全鱼”转基因产品，避免消费者的食用安全和生物伦理顾虑，有利于转基因产品的推广。本专利技术的Prdx基因编码巯基特异性抗氧化蛋白的鱼类基因，能够协助抵御氧活性物质带来的细胞和组织损伤，提高低氧存活率，可应用于耐低氧转基因鱼品种培育。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本专利技术中鲤鱼低氧耐受性状GWAS分析的曼哈顿图；图2为本专利技术中低氧耐受性状显著性关联位点精细定位图，其中，Carp0001519(p＝5.28*10-8)为显著性关联位点，Carp0188137(p＝7.04*10-7)和Carp0195197(p＝9.78*10-7)为提示性关联位点；图3为本专利技术中低氧耐受性状显著性关联基因组区域候选基因表达量对比图，其中，横条表示低氧敏感品种荷包红鲤中的候选基因表达量，网格表示低氧耐受品种镜鲤中的候选基因表达量；图4为本专利技术中耐低氧基因Prdx在脑、肝脏、头肾、鳃、血液和肌肉6种组织内的表达量图，其中，横条表示低氧敏感品种荷包红鲤中的候选基因表达量，网格表示低氧耐受品种镜鲤中的候选基因表达量，*表示统计学意义的差异显著(p<0.05)，**表示统计学意义的差异极显著(p<0.01)；图5为本专利技术中转基因载体pTol2-Prdx-Neo的结构图；图6为本专利技术中转Prdx基因鱼类细胞系在低氧和氧活性分子分别处理48h后的存活率对照图，其中，**表示统计学意义的差异极显著(p<0.01)。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有提高鱼类低氧耐受能力功能的核苷酸序列，所述核苷酸序列的碱基序列如(a)或(b)或(c)或(d)所示：(a)如SEQ ID NO:1所示；(b)如SEQ ID NO:2所示；(c)编码如SEQ ID NO:3所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(d)在严谨杂交条件下与(a)或(b)限定的核苷酸序列杂交且编码巯基特异性抗氧化蛋白的核苷酸序列。
【技术特征摘要】
1.一种具有提高鱼类低氧耐受能力功能的核苷酸序列，所述核苷酸序列的碱基序列如(a)或(b)或(c)或(d)所示：(a)如SEQ ID NO:1所示；(b)如SEQ ID NO:2所示；(c)编码如SEQ ID NO:3所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(d)在严谨杂交条件下与(a)或(b)限定的核苷酸序列杂交且编码巯基特异性抗氧化蛋白的核苷酸序列。2.一种具有提高鱼类低氧耐受能力功能的蛋白质，其氨基酸序列如SEQ ID NO:3所示。3.一种重组载体，其特征在于，所述重组载体含有权利要求1所述的核苷酸序列和与所述核苷酸序列可操作地连接的用于表达的调节序列。4.如权利要求3所述的重组载体，其特征在于，所述重组载体为含有权利要求1所述的核苷酸序列的表达载体。5.宿主细胞，其特征在于，所述宿主细胞含有权利要求1所述的核苷酸序列、或权利要求3或4所述的重组载体。6.一种获得如权利要求4所述的重组载体的方法，其特征在于，包括如下步骤：利用限制性内切酶...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵紫霞，徐鹏，张研，江炎亮，李尚琪，孙晓晴，
申请(专利权)人：中国水产科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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