凡纳滨对虾GSK3β介导NFκB调控WSSV基因表达及复制的分子机制

Shrimp is the major species of aquaculture in China. In 2015, the total production was about 1, 900, 000 tons, while the production of Litopenaeus vannamei accounted for more than 85%. White spot syndrome(WSS) is the main bottleneck factors that affect China's shrimp aquaculture development. WSS is caused by white Spot Syndrome Virus (WSSV), one of the most serious infectious virus appeared in shrimp farming in recent years. In this study, we will try to clarify the molecular mechanisms of WSSV gene expression and replication regulated by Glycogen synthase kinase 3β(GSK3β) mediating nuclear factor κB(NFκB) in Litopenaeus vannamei based on the following four aspects: (1) Regulation of NFκB by GSK3β, (2) Regulation of IκB by GSK3β, (3)Regulation of GSK3β by NFκB, (4) GSK3β effects on WSSV gene expression and replication. The results could perfect the immune mechanism and then provide theoretical basis for enhancing the immunity and improving the disease resistance of shrimp. Hoping to lay the foundation for the establishment of effective prevention and control technology against to WSS.

对虾是我国水产养殖的主要种类，2015年我国养殖对虾总产量约190万吨，其中凡纳滨对虾养殖产量所占比例超过85%。白斑综合症病毒（White spot syndrome virus, WSSV）是养殖对虾中出现的主要传染性病毒之一，由其引发的白斑综合症（White spot syndrome, WSS）是影响我国凡纳滨对虾养殖业发展的最主要瓶颈因素。本研究以凡纳滨对虾为研究对象，拟通过进行（1）GSK3β对NFκB的调控作用、（2）GSK3β对IκB的调控作用、（3）NFκB对GSK3β的调控作用、（4）GSK3β影响WSSV基因表达及复制等四方面的研究，阐明GSK3β介导NFκB调控WSSV基因表达及复制的分子作用机制。通过本研究可进一步完善对虾抗病免疫机理，为增强对虾的自身免疫力，提高其抗病能力提供理论依据，为建立有效的WSS防控技术奠定基础。

对虾是我国水产养殖的主要种类，白斑综合症病毒是养殖对虾中出现的主要传染性病毒之一，由其引发的白斑综合症是影响我国凡纳滨对虾养殖业发展的最主要瓶颈因素。本研究以凡纳滨对虾为研究对象，通过进行（1）GSK3β基因对NFκB的调控作用、（2）GSK3β基因对IκB的调控作用、（3）NFκB对GSK3β的调控作用和（4）GSK3β影响WSSV基因表达及复制等四方面的研究，以期阐明GSK3β介导NFκB调控WSSV基因表达及复制的分子作用机制。通过研究，克隆获得LvGSK3β 基因的cDNA全长（2382bp），包含一个1233bp的开放阅读框，编码一个具有催化结构域和丝氨酸/苏氨酸磷酸化位点的蛋白，与其它物种的GSK3β同源物具有很高的相似性。LvGSK3β基因启动子长1283bp，有4个NF-κB结合位点。在健康凡纳滨对虾11个组织中均检测到LvGSK3β基因，其中肠组织表达量最高，眼柄组织表达量最低。WSSV刺激后，对虾免疫组织包括血细胞、肠、鳃和肝胰腺中LvGSK3β的表达量均显著降低。当用GSK3抑制剂TWS-119或RNA干扰（RNAi）抑制LvGSK3β 后，凡纳滨对虾受WSSV感染时的死亡率显著低于对照组，而抑制LvGSK3β后凡纳滨对虾肌肉中WSSV病毒载量显著降低。LvGSK3β被沉默后，对虾体内LvDorsal基因和NF-κB调控的ALF、PEN和crustin抗菌肽基因的表达量增加，但LvCactus表达量显著降低。同时，双荧光素酶报告基因分析显示，过表达LvGSK3β 显著降低 LvDorsal的启动子和抗菌肽的启动子活性，但提高了LvCactus 的启动子活性。采用电泳迁移率转移和免疫共沉淀方法分析LvGSK3β与LvGSK3β的关系。结果表明，LvDorsal与LvGSK3β 启动子结合，LvGSK3β与LvDorsal和LvCactus之间相互作用。此外，LvDorsal沉默会诱导LvGSK3β基因的表达。综上所述，本研究结果表明，LvGSK3β通过负性调节WSSV感染后的NF-κB活性，对凡纳滨对虾产生负性作用。研究结果可进一步完善对虾抗病免疫机理，为增强对虾的自身免疫力，提高其抗病能力提供理论依据，为建立有效的WSS防控技术奠定基础。