红白锦鲤gtp环化水解酶1基因(gch1)的表达及其进化分析

？斑马鱼(daniorerio)中蝶啶代谢通路调控蝶啶色素合成，而gtp环化水解酶1基因(gtpcyclohydrolase1,gch1)是该代谢通路的限速酶。锦鲤(cyprinuscarpiovar.koi)是一种被广泛养殖的观赏鱼，有多种的体色组合模式。为了研究锦鲤gch1基因的功能、保守性及在不同体色的表达模式，本研究组装鲤(cyprinuscarpio)高通量转录组数据，并依此扩增获得锦鲤gch1全长cdna序列(genbank登录号:kp056544)。该基因编码一个由251个氨基酸组成的蛋白。结构域分析发现，该蛋白含有gtp-cyclohydrolaseⅰ功能域。geneontology注释发现，该蛋白具有水解酶活性分子功能，并参与细胞内含氮化合物代谢和细胞内氨基酸代谢过程。多物种gch1同源性比较发现，该基因较为保守。适应性进化分析发现，锦鲤与斑马鱼gch1的非同义替换率(thenumberofnonsynonymoussubstitutionspernon-synonymoussite,ka)与同义替换率(thenumberofsynonymoussubstitutionspersynonymoussite,ks)比值为0.06，说明该基因在进化中受到强烈负选择压。研究结果表明，锦鲤gch1参与蝶啶代谢通路；gch1在红皮的表达水平显著高于白皮的(p＜0.05)，提示该基因高表达可能导致体色变红。本研究首次阐明gch1在锦鲤红白体色间的表达差异，为进一步研究gch1在锦鲤其他体色变化的作用机理提供了基础信息。另外，本研究还揭示gch1在脊椎动物中的保守性，为研究其他观赏鱼类的体色变化机制提供借鉴。