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海带(Laminaria japonica)是我国海水养殖业中重要的经济海藻，生活史中存在着明显的大型孢子体和微型配子体的世代交替。在相同的条件下，雄配子体可育率较雌配子体高，且雄配子体产生配子囊较雌配子体早3-5 d，表明雌、雄配子体在发育过程中存在着某些基因的差异表达或特异基因表达。本研究从差异表达基因的筛选和分离出发，探究造成这种差异的遗传背景。
分别根据本实验室消减文库中筛选出的、且为雄性差异表达的18与b9克隆序列设计基因特异性引物(gene-specific primers，GSP)，利用cDNA末端快速扩增技术(rapid amplification of cDNA ends，RACE)进行PCR扩增，共获得两条cDNA全长。其中，一条长2 087 bp，开放阅读框1275 bp，5非翻译区118 bp，3非翻译区694 bp，编码一个含有424个氨基酸的前体蛋白，而且具有明显的polyA尾巴；预测蛋白分子量46.98 kD，等电点5.36。蛋白氨基端的前19个氨基酸为信号肽序列，信号肽酶切位点在19 Ala与20 Phe之间。酶切后的成熟蛋白分子量为45.26 kD，等电点为5.28；蛋白同源搜索显示，与蓝隐藻(Guillardia theta)、赤潮异湾藻(Heterosigma akashiwo)、Porphyrapurpurea、Galdieria sulphuraria 等藻类CbbX同源性分别为66％、58％、56％、51％，命名该基因为cbbX(GenBank登录号：EF490312)。CbbX蛋白高级结构预测，有四个明显的α-螺旋和五个平行的β-折叠片。基于不同物种12个CbbX同源蛋白序列构建了Neighbor-joining的分子进化树，蓝隐藻核形体编码的CbbX蛋白与质体编码的位于不同的进化分支上，海带CbbX与蓝隐藻核形体编码的亲缘关系较近。CbbX蛋白有保守的AAAATPase结构域及相应的ATP结合位点。另一条cDNA全长831 bp，开放阅读框450 bp，5非翻译区182 bp，3非翻译区199 bp，具有明显的polyA尾巴；编码一个含有149个氨基酸的蛋白，推测其分子量为17.2 kD，等电点理论值为10.46；经蛋白同源分析，与点形念珠藻(Nostoc punctiforme)孢子形成相关蛋白具有30％的相似性，暂对该基因拟名为孢子形成相关蛋白基因(sporulation- related-protein gene，srp)(GenBank登录号：EF490313)。
分别根据孢子形成相关蛋白基因srp和cbbX基因cDNA全长序列设计引物，运用荧光定量PCR技术，研究它们在海带配子体发育过程中的表达特性。结果表明上述两基因在雌配子体中优先表达，且具有阶段特异性；cbbX基因有助于RuBisCo表达，推测其与海带配子释放相关。另外，成功构建了孢子形成相关蛋白基因srp原核表达载体，为下一步蛋白表达及功能鉴定奠定基础。