塔里木兔水通道蛋白适应性进化研究

The yarkand hare(Lepus yarcandensis) only lives in the drought Tarim Basin of China and shows specialized physical traits for their adaptations,but we still do not know the molecular mechanism of their coping with the extrememe environment. Aquaporin is a family of efficient water transfer protein and can play roles in body water balance for animals. We hypothesized that aquaporin play a key role in the environment adaptation in yarkand hares. By using the reverse transcription PCR,western blot,IHC,real-time PCR and laser scanning confocal microscope techniques, we will determine the molecular characteristic and expression of aquaporin1-4 in yarkand hares, and to examine the relationship between arid environment and aquaporin function evolution. Our studies will provide insight to understand the role of aquaporin in adaptation to arid environment in yarkand hares, and the molecular mechanism of survival and adaptation in arid environment for yarkand hares.

塔里木兔(Lepus yarcandensis)在世界范围内仅分布于我国塔里木盆地，因长期栖息在干旱环境中，其形态高度特化，对干旱具有极强的适应性，但塔里木兔适应干旱环境的生态适应机制尚不清楚。水通道蛋白（AQP）是一族细胞膜上高效转运水分子的特异孔道蛋白，其种类和表达与水的分泌、吸收及细胞内外水的平衡有非常密切的关系。我们推测：塔里木兔为了提高对干旱环境的适应能力，其AQP将发生适应性进化。本项目拟应用反转录PCR、Western blot、IHC、实时荧光定量PCR、激光扫描共聚焦显微镜等技术，检测和分析塔里木兔AQP1-4的分子特征和表达特征，分析干旱环境与AQP功能进化之间的关系，刻画塔里木兔适应极端干旱环境的分子机理。研究结果将揭示AQP在塔里木兔适应干旱气候环境中的作用机制，加深对塔里木兔适应干旱环境的认识。

塔里木兔(Lepus yarkandensis)在世界范围内仅分布于我国塔里木盆地，因长期栖息在干旱环境中，其形态高度特化，对干旱具有极强的适应性，但塔里木兔适应干旱环境的生态适应机制尚不清楚。水通道蛋白（AQP）是一族细胞膜上高效转运水分子的特异孔道蛋白，其种类和表达与水的分泌、吸收及细胞内外水的平衡有非常密切的关系。我们推测：塔里木兔为了提高对干旱环境的适应能力，其AQP将发生适应性进化。本项目应用基因表达谱芯片技术筛选出与水保留有关的差异表达基因（differential expression genes，DEGs），发现肾脏AQP转录水平在家兔和塔里木兔之间差异显著。采用RACE（rapid-amplification of cDNA ends）技术克隆获得塔里木兔AQP1和AQP2基因全长cDNA序列，分析其氨基酸序列发现与家兔的相似性较高。应用免疫组织化学（IHC）检测AQP1-5在家兔和塔里木兔主要保持水平衡的各种器官中的细胞内定位。并应用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）和免疫印迹（Western blotting）对比分析AQPmPNA和蛋白在家兔和塔里木兔中的表达，发现塔里木兔肾脏AQP1-4，肺AQP1和AQP5，胃小凹和大肠AQP4表达量显著升高。本研究揭示了AQP在塔里木兔适应干旱气候环境中的作用机制，从而加深了对塔里木兔适应干旱环境的认识。