鲇POMC cDNA的克隆与表达分析

采用RT-PCR和cDNA末端快速扩增法(RACE)分离、克隆出鲇(Parasilurus asotus)垂体阿黑皮素原(proopiomelanocortin,POMC)基因全长cDNA序列,共1 099 bp,包括129 bp 5′非翻译区、648 bp阅读框以及322 bp 3′非翻译区,阅读框共编码215个氨基酸,POMC前体蛋白的结构主要由信号肽(Met1-Ala28)、N端多肽(Gln29-Asp102)、促肾上腺皮质激素(ACTH,Ser 105-Met144)、α-黑色素细胞刺激激素(α-MSH,Ser105-Val 117)、促肾上腺皮质激素样中叶肽(CLIP,Arg123-Met144)、γ-促脂解激素(γ-LPH,Glu145-Ser158)、β-黑色素细胞刺激激素(β-MSH,Asp161-Ser177)和β-内啡肽(β-EP,Tyr178-Leu215)构成。分子量计算值为24.66 kD,理论等电点为7.25。同源性分析表明鲇与斑点叉尾的相似性高达88%,其构成多肽中α-MSH、β-MSH、β-EP、CLIP保守性逐渐降低,而γ-MSH、连接肽(JP)、γ-LPH是变异比较大的区域...     

刀鲚PPARγ基因的cDNA克隆及其应激应答

旨在研究刀鲚(Coilia nasus)过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxisome proliferator activated receptor, PPARγ)基因的应激调控表达,克隆并获得了刀鲚PPARγ基因的cDNA全长。刀鲚PPARγ基因的cDNA全长1951 bp,开放阅读框1470 bp,预测编码489个氨基酸。刀鲚PPARγ包括4个功能结构域,即A/B区, DNA结合区(DNA binding domain, DBD区),铰链区,配体结合区(ligand binding domain, LBD区)。运用荧光定量PCR (real time quantitative PCR, RT-qPCR)检测刀鲚PPARγ基因在不同组织、运输胁迫和胚胎发育时期的表达。结果显示,刀鲚PPARγ在各组织中均有表达,其中在肝中表达量最高,在脑、肠、心脏、肾、头肾、肌肉中相对高表达,在鳃和脾中微量表达。运输胁迫过程中, PPARγ基因表达显著上调(P0.05),在4 h达到峰值,随后显著降低,但仍高于对照组。PPARγ在胚胎发育时期各时期均表达,其中在受精卵时期高表达,随后表达量急剧降低,并在此后的时期一直处于较低的表达水平。PPARγ基因在应激过程中发挥重要作用,也是胚胎发育过程中重要的基因。本研究为刀鲚的人工繁育和应激调控提供了理论基础。     

急性操作胁迫对刀鲚应激反应相关神经内分泌因子的影响

为深入了解刀鲚应激反应中相关神经内分泌因子作用的分子机理,采用手工捕捉的方式对刀鲚进行了急性操作胁迫。通过放射免疫法和化学发光法测定刀鲚应激反应后头肾和血浆皮质醇含量的变化,结果显示,刀鲚胁迫刺激后血浆皮质醇含量极显著性升高,血浆皮质醇浓度平均升高56.48%,头肾皮质醇含量显著性升高,头肾皮质醇浓度平均升高49.68%,表明急性操作胁迫确实引起刀鲚的应激反应。通过同源克隆的方法获得刀鲚促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)、硬骨鱼紧张肽(UI)、阿黑皮素原(POMC)基因的部分序列,并应用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)方法检测上述神经内分泌因子mRNA的表达变化,结果显示,CRH基因的表达水平极显著性下降,POMC基因的表达水平显著性下降,UI基因的表达水平有下降趋势但不显著。上述结果显示,皮质醇、CRH、UI和POMC等神经内分泌因子通过鱼类下丘脑—脑垂体—肾间腺轴参与刀鲚应激反应的调节,为进一步了解刀鲚胁迫应答的作用机理,实现对其有效调控打下基础。     

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)体表色素细胞观察及POMC表达特性分析

为认识养殖半滑舌鳎无眼侧黑化的细胞学特性,利用显微观察方法研究了其皮肤黑色素细胞、黄色素细胞和虹彩细胞的形态特征,比较了3种色素细胞在有眼侧皮肤、无眼侧正常和黑化皮肤中的数量分布特征。为进一步揭示无眼侧黑化的分子机制,克隆了半滑舌鳎POMC基因的cDNA序列。结果显示,黑色素细胞较大,含黑色和棕色的色素颗粒,有树突状分枝不明显和延伸成放射状两种形态;黄色素细胞较小,含黄色素颗粒;虹彩细胞最小,含鸟粪素颗粒。半滑舌鳎POMC基因的cDNA序列长910 bp,包括一个114 bp的5?非翻译区和一个154 bp的3?非翻译区,开放阅读框长度为642 bp,共编码213个氨基酸,包含ACTH、α-MSH、β-MSH、γ-LPH、β-内啡肽5个多肽序列,但缺失γ-MSH和大部分连接区。半滑舌鳎POMC基因的氨基酸序列与其他鱼类的同源性为30%?64%。定量PCR分析显示,POMC mRNA主要在垂体中表达,其次是脑、性腺和无眼侧黑化皮肤。正常与黑化皮肤中的差异表达结果显示,无眼侧黑化皮肤中POMC mRNA表达量最高,并与有眼侧皮肤和无眼侧正常皮肤中的POMC mRNA表达量差异显著,揭示了POMC的表达与无眼侧黑化性状密切相关。     

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)体表色素细胞观察及POMC表达特性分析

为认识养殖半滑舌鳎无眼侧黑化的细胞学特性,利用显微观察方法研究了其皮肤黑色素细胞、黄色素细胞和虹彩细胞的形态特征,比较了3种色素细胞在有眼侧皮肤、无眼侧正常和黑化皮肤中的数量分布特征.为进一步揭示无眼侧黑化的分子机制,克隆了半滑舌鳎POMC基因的cDNA序列.结果显示,黑色素细胞较大,含黑色和棕色的色素颗粒,有树突状分枝不明显和延伸成放射状两种形态;黄色素细胞较小,含黄色素颗粒;虹彩细胞最小,含鸟粪素颗粒.半滑舌鳎 POMC基因的cDNA序列长910 bp,包括一个114 bp的5'非翻译区和一个154 bp的3'非翻译区,开放阅读框长度为642 bp,共编码213个氨基酸,包含ACTH、α-MSH、β-MSH、γ-LPH、β-内啡肽5个多肽序列,但缺失γ-MSH和大部分连接区.半滑舌鳎POMC基因的氨基酸序列与其他鱼类的同源性为30%-64%.定量PCR分析显示,POMC mRNA主要在垂体中表达,其次是脑、性腺和无眼侧黑化皮肤.正常与黑化皮肤中的差异表达结果显示,无眼侧黑化皮肤中POMC mRNA表达量最高,并与有眼侧皮肤和无眼侧正常皮肤中的POMC mRNA表达量差异显著,揭示了POMC的表达与无眼侧黑化性状密切相关.     

刀鲚水通道蛋白1的分子克隆及高盐作用下的表达分析

采用cDNA末端快速扩增技术(Rapid Amplification of cDNA Ends,RACE)克隆获得了刀鲚(Coilia nasus)水通道蛋白1(AQP1)全长cDNA序列。其碱基序列全长为1299 bp,5′端、3′端非翻译区(untranslated regions,UTR)长度分别为107 bp和458 bp,开放阅读框(open reading frame,ORF)长度为777 bp,共编码258个氨基酸。理论等电点是6.13,蛋白分子量为27.1 kD。结构分析表明,刀鲚AQP1具有水通道蛋白家族典型结构特征,包括6个跨膜结构域,2个天冬酰胺-脯氨酸-丙氨酸(NPA)特征序列,同时还具有AQP1抑制剂含汞化合物的半胱氨酸结合位点。序列同源性及系统进化分析表明,其与同属鲱形目的大西洋鲱的同源性最高(93%),并且与其聚为一支。实时荧光定量分析结果表明,刀鲚AQP1基因在多种组织中有表达,包括脑、鳃、肝、前肠、后肠、中肾、肌肉。高盐度作用后,AQP1在渗透调节作用关键组织鳃、中肾、肠中的表达水平有显著差异(P0.05),体现了AQP1在刀鲚渗透调节中的重要作用。本研究结果可为今后进一步探讨刀鲚渗透调节相关基因的调控机制提供理论参考。     

俄罗斯鲟β-防御素基因的克隆及表达分析

β-防御素是一类富含半胱氨酸的阳离子抗菌肽,在脊椎动物免疫系统中发挥重要作用。本研究基于转录组Solexa测序结果,利用PCR和荧光定量PCR技术对俄罗斯鲟(Acipenser gueldenstaedti)β-防御素基因进行了克隆和表达模式分析。结果显示,俄罗斯鲟β-防御素c DNA片段长度为333 bp,包含开放阅读框(Open reading frame,ORF)213 bp,推测编码71个氨基酸;SMART分析显示,该基因包含23个氨基酸的信号肽、1个防御素-β-2结构域和6个保守的半胱氨酸残基,此结构与其他物种极为相似,在进化中比较保守。同源比对发现,俄罗斯鲟β-防御素与鱼类的相似度最高,为54%~60%。β-防御素基因在健康俄罗斯鲟11种组织(肝、肠、脾、头肾、胃、鳃、血液、脑、皮肤、肌肉和性腺)中均有表达,其中,在性腺和皮肤中表达量最高;病原菌嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)感染后可强烈影响β-防御素基因在6种免疫组织(肝、肠、脾、头肾、血液和鳃)中的时空表达。其中,在头肾中的上调表达最明显,在感染后72 h为表达峰值,达到0 h表达量的700倍。在脾、血液和肠中均有几倍至十几倍的上调,而在肝中整体呈现下调表达趋势。研究表明,β-防御素基因参与了俄罗斯鲟的免疫应答过程,本结果为俄罗斯鲟的免疫调控和病害防治研究奠定了基础。     

团头鲂促性腺激素GtHⅡβ 亚基基因5′端启动子区克隆及表达载体构建

利用改进的锚定PCR方法克隆了团头鲂(Megalobrama amblycephala)促性腺激素Ⅱβ(GtHⅡβ)亚基基因5′端侧翼序列,并在生物信息学方法分析的基础上构建了荧光素酶质粒表达载体。序列分析结果显示:克隆得到的GtHⅡβ亚基基因5′端侧翼序列长度为1354bp,其中包括TATA盒、ERE、ARE、PRE、GRE、LHX3、SF-1、Sp1、Pit-1、NF-Y和AP1等可能对GtHⅡβ亚基基因转录调控起重要作用的功能转录因子结合位点;转录起始位点位于-40～10bp。进一步利用PCR方法扩增得到了811bp(-771～+40bp)、601bp(-561～+40bp)、386bp(-346～+40bp)、239bp(-199～+40bp)和98bp(-58～+40bp)的5个缺失片段,并同全长片段一起分别连接至pGL3-Basic报告基因载体,成功构建了团头鲂GtHⅡβ亚基基因5′端侧翼序列的表达载体,为进一步研究、分析其转录调控机制提供了基础依据。     

鲤PPARγ基因序列特征及其与脂肪沉积的相关性

为探讨过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxisome proliferator activated receptor,PPARγ)对鲤（Cyprinus carpio）脂肪沉积的调控机制,采用RACE和实时荧光定量PCR技术克隆体质量（215.20±8.21）g鲤的PPARγ基因,分析其组织表达特征。结果显示,PPARγ基因c DNA全长为3 077 bp,包括233 bp的5′非编码区、1 311bp的3′非编码区和编码510个氨基酸的开放阅读框。鲤PPARγ包括4个功能结构域,即A/B区,DNA结合区（DNA binding domain,DBD区）,铰链区和配体结合区（ligand binding domain,LBD区）。鲤PPARγ与鲫（Carassius auratus）、斑马鱼（Danio rerio）的氨基酸序列相似性最高,分别为98.63%和87.28%。PPARγ基因在各组织均有表达,肝脏中相对表达量最高,脑次之,脾和心脏中最少。腹腔脂肪中PPARγ基因表达量多脂鲤显著高于少脂鲤（P<0.05）,背部肌肉中PPARγ基因表达量多脂鲤极显著高于少脂鲤（P&l...     

三疣梭子蟹F型ATP酶β亚基(F-ATPaseβ)基因的克隆、组织表达及在家系近交中的变化

采用RACE技术(c DNA末端快速扩增技术)克隆获得三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)F型ATP酶b亚基(F-ATPaseβ)基因,命名为pt F-ATPaseβ。该基因c DNA全长为1965 bp,5￠和3￠非编码区分别为571 bp和341 bp,开放阅读框为1053 bp,推测编码350个氨基酸,预测分子量为37.9 k Da,理论等电点为4.86。pt F-ATPaseβ氨基酸序列含有F1-ATPaseβ标志性蛋白结构域、AAA结构域和ATP-synt-ab-C结构域。同源性及系统分析显示,pt F-ATPaseβ氨基酸序列与斑节对虾(Penaeus monodon)、凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)同源性高达89%。实时荧光定量PCR显示,pt F-ATPaseβ基因在肝胰腺、肌肉、心脏、鳃、胃、肠、精巢和卵巢中均有表达,其中,在肝胰腺和心脏中表达量最高,在肠中最少。随着近交系数的增加,各代pt F-ATPaseβ基因的表达量在肝胰腺和心脏中均下降且显著低于F_0代(P0.05)。酶活检测结果显示,心脏中的ATP合酶活性从F6代开始出现下降且显著低于F_0代(P0.05),但肝胰腺中ATP合酶活性无显著变化。本研究结果表明,近交造成了三疣梭子蟹pt F-ATPaseβ基因表达及ATP合酶活力的衰退。     

α-黑素细胞刺激素及黑皮质素受体-4在能量平衡和繁殖中的功能研究

阿片黑素促皮质激素原(POMC)是黑皮质激素的前体物质,在机体中广泛分布。近年来,POMC及其衍生物黑素细胞刺激素(MSH)和黑皮质素受体-4(MC4R)在能量稳态和繁殖活动中的作用备受关注。研究发现,POMC神经元及其加工后的产物对摄食和体重的调节具有重要作用。此外,POMC神经元在下丘脑中与GnRH神经元紧密接触,由其产生的神经递质和神经肽可能对GnRH神经元具有重要的输入作用,从而直接或间接地调控下丘脑–垂体–性腺轴(HPG)中繁殖相关激素的合成并影响生殖活动。本文综述了黑皮质素系统对能量稳态和繁殖活动的调控作用以及目前MC4R在硬骨鱼类中的药理学研究,以期其能够在动物的生长发育和繁殖中具有应用前景。     

6个不同水域刀鲚的形态特征与聚类分析

为研究刀鲚(Coilia nasus)不同水域形态特点和分布特点,运用多元统计方法对嵊泗群体(嵊泗海域)、长江流域群体(长江河口、长江泰州段与鄱阳湖)和湖泊群体(洪泽湖与巢湖)的刀鲚24个形态性状指标进行形态差异性分析。单因素方差分析结果显示,各群体之间除尾柄高外其余指标均存在显著差异(P<0.05)。聚类分析结果显示,长江流域群体与嵊泗群体之间形态最为接近相聚成一个类群,洪泽湖群体和巢湖群体分别形成两个类群,并运用差异系数检验显示,这三个类群之间形态多样性差异尚未达到亚种水平,属于同一种群。主成分分析提取了6个特征值大于1的形态指标,累积贡献率为75.784%,并发现各水域刀鲚形态差异表现在头胸部、腹部与尾部性状上。判别分析中,综合判别率为87.9%。研究结果表明,嵊泗群体和长江流域群体形态最为接近,说明嵊泗群体最有可能洄游进入长江;而湖泊群体与嵊泗群体、长江流域群体形态有显著差异,说明湖泊群体的刀鲚最有可能为淡水定居型长颌鲚。     

长江口雌性成体刀鲚不同组织的脂肪酸组成分析

刀鲚(Coilia nasus)是一种江海生殖洄游性鱼类,长江口是刀鲚重要的洄游通道。本研究首次关注洄游至长江口卵巢发育比较成熟的繁殖群体的营养状况,并比较分析了其不同组织总脂和脂肪酸组成,为探明长江口水域刀鲚繁殖群体的营养状况及繁殖性能提供参考信息。结果显示,肌肉、肝脏和卵巢中的水分含量依次降低,总脂含量依次增加。饱和脂肪酸(SFA)总量在肝脏中最高,肌肉中最低,3种组织间差异显著(P<0.05);单不饱和脂肪酸(MUFA)中C18:1n9c的含量最高,其在肌肉、肝脏和卵巢中的含量依次为(40.88±0.19)%、(35.06±1.84)%和(42.85±2.14)%,肝脏中含量显著低于其他2个组织(P<0.05);多不饱和脂肪酸(PUFA)、n3-PUFA及二十二碳六烯酸(DHA)含量在肌肉、肝脏和卵巢中依次升高,卵巢中的含量显著高于肝脏和肌肉(P<0.05),而后二者间的差异不显著(P>0.05)。肌肉、肝脏和卵巢中不饱和脂肪酸(UFA)/SFA的比值依次为2.35、1.67和4.49,n3-PUFA/n6-PUFA的比值依次为4.94、3.87和5.13,2组比值均在卵巢中最高,其次为肌肉,肝脏中最低。综上所述,本研究发现,卵巢发育至IV期的刀鲚成体的脂类和多不饱和脂肪酸营养存在向卵巢中选择性积累的特点,这是对该时期刀鲚繁殖活动的一种适应,该结果为进一步探明卵巢不同发育期刀鲚成体的营养需求差异及必需脂肪酸的合成转化途径提供了基础资料。     

不同鲚属鱼类Cyt b和D-loop序列的比较及其判别早期生活史个体的潜力分析

使用mtDNA作为分子标记,基于1022 bp和1322 bp左右的部分序列分析刀鲚(Coilia nasus)、湖鲚(C.nasus taihuensis)、七丝鲚(C.grayii)及凤鲚(C.mystus)成鱼之间的遗传关系。结果显示,刀鲚和湖鲚间的遗传距离分别为0.0036±0.0008和0.0038±0.0008,凤鲚与刀鲚、湖鲚的遗传距离分别为0.1215±0.0111、0.1228±0.0111(Cyt b)和0.1075±0.0108、0.1067±0.0107(D-loop),七丝鲚与刀鲚、湖鲚的遗传距离分别为0.0342±0.0056、0.0351±0.0057(Cyt b)和0.0527±0.0069、0.0529±0.0070(D-loop),七丝鲚和凤鲚间的遗传距离分别为0.1158±0.0111和0.1123±0.0111。用Kimura双参数模型构建的2种序列的NJ分子系统树均显示,湖鲚和刀鲚不能形成独立的分支,而是混合聚在一起形成1个分支;七丝鲚和凤鲚则形成另外2个分支。首先根据采样点不同可初步断定未知仔幼鱼为刀鲚,稚鱼为湖鲚,而后对未知种仔幼鱼、稚鱼和刀、凤鲚鱼卵的2种序列的分析发现,不同采集点内部的这些早期生活个体间的遗传距离分别为0.0024~0.0032和0.0025~0.0082。在Kimura双参数模型构建的NJ分子系统树中,未知种仔幼鱼、稚鱼、刀鲚鱼卵与刀鲚、湖鲚聚为一类,凤鲚鱼卵与凤鲚聚为一支。由此可见,Cyt b基因序列和D-loop序列作为分子标记,虽然可以区分刀鲚、凤鲚以及七丝鲚的仔幼、稚鱼及鱼卵,但不能有效区分湖鲚和刀鲚的早期生活个体。     

拥挤胁迫对已接种疫苗的大菱鲆部分免疫和应激指标的影响

通过对3个养殖初始密度(低、中、高密度组分别为5、10、20 kg/m~2)的大菱鲆(Scophthalmus maximus)接种减毒迟缓爱德华氏菌疫苗,观察其血液、脾脏、头肾、鳃和皮肤中部分免疫和应激指标的变化规律,研究经接种疫苗操作后大菱鲆应对拥挤胁迫的应激响应。结果显示,低密度养殖的白细胞介素(1L-1β)、补体(C3)、免疫球蛋白M(IgM)、溶菌酶(LZM)和肿瘤坏死因子(TNF-α)等免疫指标显著高于中、高密度组(P0.05),高密度组血液中皮质醇的含量高于中、低密度组(P0.05);通过基因表达分析发现,高密度组的热休克蛋白(HSP70)表达量显著高于中、低密度组;低密度组的免疫球蛋白M(IGM)表达量高于中、高密度组。研究表明,为提高大菱鲆的免疫效果、减少应激反应,可以采用低密度(5 kg/m~2)养殖。     

刀鲚MSTN基因的克隆及其组织表达

 运用同源克隆的方法和RACE技术, 从刀鲚(Coilia nasus)肌肉组织中克隆了肌肉生成抑制素基因(Myostatin, MSTN)的cDNA全长并分析了肌肉生长抑制素基因在刀鲚不同组织的表达情况。结果表明, 刀鲚MSTN 基因的cDNA全长2 252 bp, 编码区1 125 bp, 编码374氨基酸。二级结构预测显示, 刀鲚MSTN具有MSTN家族的典型结构域, 包含Pfam和TGFB结构域。运用荧光定量的方法检测了该基因在刀鲚不同组织中的表达。结果显示,  MSTN基因在健康刀鲚肌肉和脑中呈高表达, 鳃、肝、脾、肠、肾和头肾中微量表达。根据以上研究结果认为, 刀鲚MSTN基因的序列具有高度保守性, 组织表达模式相似, 推测该基因的功能也具有高度保守性。本研究旨为MSTN基因在刀鲚后续育种工作提供基础依据。     

长江南京江段长颌鲚生境履历的反演研究

利用电子探针显微分析技术(EPMA),对2009年和2014年采自长江南京段的长颌鲚耳石微化学进行了研究,反演了其生境履历.结果显示,这些长颌鲚耳石上元素Sr/Ca值的动态可分为两类.一类Sr/Ca值出现显著波动,不仅具有对应淡水生境的低值(1.87±0.36),而且有对应于河口半咸水生境的较高值(4.80±0.80),甚至出现了外海高盐度生境的高值(7.85±0.57),反映了溯河洄游的生境履历特征.另一类Sr/Ca值稳定3.0以下(14NJC09和14NJCE10),仅反映出在淡水生境中生活的履历.上述结果均得到了耳石Sr面分布的验证.上述“反演”的结果首次发现,传统上认为的一定是溯河洄游的长颌鲚,也可能存在有淡水定居个体.单纯利用上颌骨的长短并不能作为有效判别长江刀鲚资源群体中溯河洄游个体和淡水定居个体的标准.