[发明专利]一种凡纳滨对虾精氨酸激酶基因LvAK1及其应用

说明书

本发明属于水产养殖分子生物学领域，具体涉及一种凡纳滨对虾精氨酸激酶基因LvAK1及其应用。本发明通过基因表达分析和生长情况分析，在凡纳滨对虾精氨酸基因LvAK1上设计RT‑qPCR扩增引物LvAK1‑RTF1/R1，该引物扩增得到的LvAK1基因表达量与对虾养殖过程中的生长状态显著相关。LvAK1基因的高表达代表凡纳滨对虾处于生物适应度高的适宜生长状态。本发明所涉及的LvAK1基因可以作为检测凡纳滨对虾对环境的适应程度和生活力的分子标记，用于监测对虾生长状态和辅助对虾生长性状的遗传选育。

技术领域

本发明属于水产养殖分子生物学领域，具体涉及一种凡纳滨对虾精氨酸激酶基因 LvAK1及其应用。

背景技术

凡纳滨对虾（ Litopenaeus vannamei），又称白对虾（Pacific white shrimp）、南美白对虾，是世界最重要的水产养殖品种之一，占据了世界对虾总产量的76%，其养殖区域遍布世界各地。凡纳滨对虾同样也是我国对虾养殖的主导品种，该品种1988年从美国引进我国，自1999年开始在我国大规模养殖，至2013年年产量可达140万吨左右，占我国对虾养殖总产量的80%以上。

随着经济养殖规模的不断扩大，凡纳滨对虾种质退化、抗病力下降、商品虾规格小、个体生长差异大等问题持续凸显，对养殖过程中的监控和对优良种质的需求日益迫切。然而长期以来，缺少合适的方法来检测养殖过程中对虾的生长状态，相较于传统的养殖和遗传选育方法，分子标记辅助监测和遗传选育具有操作简单、准确性和可靠性高等特点，可以用于对虾生产实践。

精氨酸激酶（Arginine kinase, AK, EC 2.7.3.3）属于磷酸原激酶家族中重要成员，是无脊椎动物中能量代谢调控过程中的关键酶，广泛分布于无脊椎动物如昆虫、虾、蟹及软体动物中。AK起着类似于脊椎动物中肌酸激酶(Creafine kinase, CK)的作用，当机体需要ATP时，磷酸肌酸中的高能磷酸键在CK的作用下被转移形成ATP；在机体的ATP达到饱和时，CK催化合成磷酸肌酸，贮存能量。而无脊椎动物体内的主要储能物质是磷酸精氨酸（Arginine phosphate），AK通过催化磷酸精氨酸使高能磷酸键被转移至ADP生产出ATP作为细胞的直接能量来源，或在细胞能量需求较低时将过剩的能量储存起来。因此AK是极为有效的能量缓冲系统，在无脊椎动物的各种生理活动中发挥至关重要的作用。

近年的研究表明，能量代谢在甲壳动物等无脊椎动物的适应外界环境、生长和免疫反应中起到重要作用，如日本对虾的AK基因在缺氧条件下上调[1]；中华绒鳌蟹在长期低浓度重金属属（Cd²⁺)暴露后，精氨酸激酶含量下调[2]。在我们的近期研究中发现热胁迫后肌肉中 LvAK1的表达显著下调，在生长快速的群体中 LvAK1基因高表达；在副溶血弧菌和白斑综合症病毒感染的凡纳滨对虾中，  LvAK1的表达也显著下调，这表明 LvAK1与对虾快速生长和环境适应有直接关系。在绿盲蝽和蝗虫中研究报道通过精氨酸激酶基因检测昆虫的生境适合度[3; 4]。因此在对虾的养殖中，检测AK基因表达也可能作为一个生长和生境适合状态的分子指标，用于凡纳滨对虾生长状态监测及生长性状遗传育种。

发明内容

本发明的目的是提供一种凡纳滨对虾精氨酸激酶基因 LvAK1及其应用。

为实现上述目的，本发明采用技术方案为：