5个品系罗非鱼热休克蛋白Hsp70基因序列比对分析

采用RT-PCR技术,对美国尼罗、埃及尼罗、美国奥利亚、中国奥利亚、奥尼杂交罗非鱼(埃及尼罗♀×美国奥利亚♂)5个品系罗非鱼热休克蛋白Hsp70基因进行扩增并克隆测序,最终获得5个品系罗非鱼Hsp70基因完整编码区(code sequences,CDS)cDNA序列,全长均为1923 bp,编码640个氨基酸,含有Hsp70家族3个签名序列IDLGTTYS、IFDLGGGTFD和VVLVGGSTRIPKIQK,以及C末端保守序列EEVD,核定位信号标签KRKHKKDISQNKRALRR;Dank特征基序DLGTT-S-V;胞质Hsp70特征基序EEVD;靠近C末端的GGMP4肽序列;2个糖基化位点NKSI和NVSA.对5个品系罗非鱼Hsp70基因序列比较分析发现,它们之间共有12个核苷酸位点发生转换,但氨基酸序列完全一致.研究结果为深入研究不同品系罗非鱼的抗逆机理以及指导罗非鱼抗性育种奠定了可行性支撑基础.     

两个尼罗罗非鱼品系Hsp70基因序列比对分析

采用RT-PCR技术,对从美国和埃及引进的两个尼罗罗非鱼Oreochromis niloticus品系(以下分别简称为美国尼罗和埃及尼罗)热休克蛋白70(Heat shock proteins 70,Hsp70)基因进行扩增并克隆测序。获得两个品系罗非鱼Hsp70基因完整编码区(code sequences,CDS)cDNA序列,全长为1 923 bp,编码为640个氨基酸,含有Hsp70家族3个签名序列DLGTTYS、IFDLGGGTFD和VVLVGGSTRIPKIQK,以及C末端保守序列EEVD,核定位信号标签KRKHKKDISQNKRALRR;Dank特征基序DLGTT-S-V;胞质Hsp70特征基序EEVD;靠近C端的GGMP4肽序列;2个糖基化位点NKSI和NVSA。结合BLAST分析结果,可以确认,获得的cDNA序列为美国尼罗和埃及尼罗两个品系罗非鱼的完整编码序列。序列同源性分析表明,美国尼罗和埃及尼罗有3个氨基酸位点和12个核苷酸位点不同,美国尼罗Hsp70基因氨基酸序列与莫桑比克罗非鱼同源性最高为99.7%,而与家鼠同源性最低为83.6%。     

奥尼罗非鱼GHR2基因序列及其表达特征分析

[目的]深入了解生长激素受体2(GHR2)基因在奥尼杂交罗非鱼及其亲本(尼罗罗非鱼和奥利亚罗非鱼)中的表达差异,为研究杂交过程中GHR基因的结构及功能变化提供依据,也为鱼类杂交育种提供理论支撑.[方法]利用SOAPdenovo从奥尼罗非鱼肝脏转录组数据中提取GHR2基因序列,采用BioEdit 7.0.5.3比对奥尼罗非鱼及其亲本的GHR2氨基酸序列差异,以MEGA 4.1进行系统进化分析及构建系统发育进化树,并利用实时定量PCR分析GHR2基因在奥尼罗非鱼不同组织中的表达情况及其在奥尼罗非鱼和亲本中的表达差异.[结果]拼接获得的奥尼罗非鱼GHR2基因开放阅读框为1722 bp,共编码574个氨基酸,相对分子量为64.18 kD,理论等电点为4.86;奥尼罗非鱼GHR2氨基酸序列包含一个保守的信号肽和一段跨膜区.基于GHR2氨基酸序列构建的系统发育进化树显示,奥尼罗非鱼与尼罗罗非鱼和奥利亚罗非鱼存在高度相近的亲缘关系,尤其与母本(尼罗罗非鱼)的亲缘关系最近.GHR2基因在奥尼罗非鱼不同组织中均有表达,以在肝脏中的表达量最高,显著高于除肌肉外的其他组织(P<0.05),其次是肌肉、卵巢、心脏和垂体,在头肾中的表达最低.GHR2基因在奥尼罗非鱼肝脏和肌肉中的表达量明显高于其双亲(尼罗罗非鱼和奥利亚罗非鱼)的表达量.[结论]GHR2基因属于广泛表达基因,在奥尼罗非鱼、尼罗罗非鱼和奥利亚罗非鱼中高度保守;GHR2基因在奥尼罗非鱼中的表达优势与其快速生长的杂种优势有关.     

“吉奥”罗非鱼同其亲本及近缘杂交罗非鱼形态差异比较分析

前已报道了一种新型杂交罗非鱼吉奥罗非鱼(新吉富尼罗罗非鱼♀×奥利亚罗非鱼♂)生长性能和遗传差异的评估,继续报道它们在形态上的异同。基于4个可数性状、9个可量性状及24个框架性状,采用方差分析、聚类分析、判别分析、主成分分析进行综合分析的结果表明:(1)在可数性状方面,吉奥同其它4种遗传型罗非鱼[新吉富尼罗罗非鱼,尼罗罗非鱼,奥利亚罗非鱼,奥尼(尼罗罗非鱼♀×奥利亚罗非鱼♂)]相比没有显著差别;(2)在可量性状和框架性状方面,吉奥同其它4种遗传型罗非鱼相比,在21个可量性状和框架结构性状方面有显著差异;(3)聚类分析和判别分析结果一致表明,吉奥与其母本新吉富罗非鱼的形态接近,奥尼则与其母本尼罗罗非鱼的形态接近,表明在形态上存在较强的母本遗传效应;(4)吉奥与奥尼是仅仅亲本在品系水平上有异的、非常接近的杂交鱼,本研究方法也能发现两者有显著差异,表明以可数性状、可量性状及框架性状为丰富内容基础的聚类分析、判别分析、主成分分析三者结合的综合分析具有高度灵敏的形态差异分析能力。     

尼罗罗非鱼与萨罗罗非鱼回交子代遗传变异的微卫星分析

用6对微卫星引物对尼罗罗非鱼、萨罗罗非鱼及其正反杂交鱼的正反回交子代共6种遗传型(genotype)罗非鱼进行了遗传变异分析,探讨回交的遗传效应.结果表明:(1)6对引物均有较好的多态性,可用于这6种罗非鱼的遗传变异分析;(2) 6个微卫星位点在6种鱼中的平均杂合度为0.562～0.731,其中正回交鱼萨尼×尼罗最高(0.731),原始亲本尼罗最低(0.562);多态信息含量为0.510～0.685,也是萨尼×尼罗最高(0.685),尼罗(0.510)最低;有效等位基因范围是2.71～3.85,也是萨尼×尼罗(3.85)最高,原始亲本尼罗最低(2.71).(3)两种反回交子代的Nei's遗传距离都与亲本尼罗接近,采用UPGMA和NJ法构建的聚类图表明, 回交种与原始母本尼罗罗非鱼为一组,原始父本萨罗罗非鱼为另一组.萨尼×尼罗群体内遗传变异水平最高,是最有育种潜力的回交种;母本尼罗对回交子代的遗传影响大于父本萨罗,回交子代表现了一定的母本效应.     

尼罗罗非鱼与萨罗罗非鱼回交子代遗传变异的微卫星分析

用6对微卫星引物对尼罗罗非鱼、萨罗罗非鱼及其正反杂交鱼的正反回交子代共6种遗传型(genotype)罗非鱼进行了遗传变异分析,探讨回交的遗传效应.结果表明:(1)6对引物均有较好的多态性,可用于这6种罗非鱼的遗传变异分析;(2) 6个微卫星位点在6种鱼中的平均杂合度为0.562～0.731,其中正回交鱼萨尼×尼罗最高(0.731),原始亲本尼罗最低(0.562);多态信息含量为0.510～0.685,也是萨尼×尼罗最高(0.685),尼罗(0.510)最低;有效等位基因范围是2.71～3.85,也是萨尼×尼罗(3.85)最高,原始亲本尼罗最低(2.71).(3)两种反回交子代的Nei's遗传距离都与亲本尼罗接近,采用UPGMA和NJ法构建的聚类图表明, 回交种与原始母本尼罗罗非鱼为一组,原始父本萨罗罗非鱼为另一组.萨尼×尼罗群体内遗传变异水平最高,是最有育种潜力的回交种;母本尼罗对回交子代的遗传影响大于父本萨罗,回交子代表现了一定的母本效应.     

四种尼罗罗非鱼♀′奥利亚罗非鱼♂杂交子代肌肉营养成分对比分析

为了解不同遗传背景亲本杂交子代奥尼鱼肉质的影响,开展4组不同品种(系)尼罗罗非鱼、奥利亚罗非鱼杂交子代肌肉营养成分对比分析,用常规方法分析4组奥尼罗非鱼肌肉中营养组分、氨基酸含量和脂肪酸含量。结果显示,4组奥尼鱼肌肉水分含量在79.19~79.82%之间,粗蛋白在17.44~18.03%之间,粗脂肪含量在2.13~2.25%之间,灰分在0.90~0.99%之间,四种组分在组间均无显著性差异(P > 0.05)；必需氨基酸、非必需氨基酸总量在组间接近,但精氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸和丙氨酸单项氨基酸含量受亲本来源不同影响存在差异显著(P < 0.05)；脂肪酸含量方面组间饱和脂肪酸总量无显著差异,单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸受母本的影响在不同杂交组间差异显著(P < 0.05)。研究结果阐明了亲本选择对奥尼鱼肌肉营养差异的影响,为获得肉质性状更为优良的奥尼罗非鱼苗种提供技术指导。     

中国主要养殖罗非鱼亲缘关系的COl序列分析

对中国主要养殖的尼罗、奥利亚、莫桑比克、杂交种尼奥(尼罗×奥利亚)、奥尼(奥利亚×尼罗)和红罗非鱼(莫桑比克×尼罗)的线粒体COI基因的部分序列进行了PCR扩增、克隆和测序分析,探讨罗非鱼种间亲缘关系和种类鉴别标记.6种罗非鱼中大部分个体均获得长586～708 bp的基因序列.其碱基组成GC含量为47.7%.序列分析表明.莫桑比克罗非鱼2个个体分为2个单倍型,单倍型之间的碱基差异为1个碱基,其余几种罗非鱼均只有1个单倍型.其中,尼罗和尼奥、奥利亚和奥尼的单倍型序列相同,但种间核苷酸序列差异达4.3%～7.7%.根据聚类分析结果可将这6个(杂)种分为3个组:尼罗-尼奥,红罗-莫桑比克和奥利亚-奥尼罗非鱼组,其中前2组亲缘关系较近,与后1组亲缘关系较远.表明COI可作为罗非鱼种类判别和亲缘关系分析的重要标记.     

奥尼罗非鱼网箱养殖技术

多年来的试验、推广养殖实践证明奥尼罗非鱼有许多优点：①雄性率很高,可达90％。这样就不会繁殖很多小鱼而造成养殖密度过大,影响生长和产量。②生长快。个体增重比父本奥利亚罗非鱼快17％～72％,比母本尼罗罗非鱼快11％～24％。当年苗种饲养4个多月,个体重可达150克～200克;放养隔年越冬鱼种,个体重可达300克～400克,最大个体重可达500克。     

奥利亚罗非鱼卵巢芳香化酶基因的克隆、序列分析和结构预测

采用RT-PCR和RACE(Rapid Amplification of cDNA Ends)法分离出奥利亚罗非鱼卵巢芳香化酶(P450aromA)的全序列,得到1784 bp的全长cDNA,包括38 bp 5'非翻译区,1566 bp阅读框以及含Poly(A)信号(AATAAA)的167 bp 3'非翻译区[不包括Poly(A)].阅读框共编码521个氨基酸,计算的蛋白质分子量为59 ku.同源性分析显示,奥利亚罗非鱼P450aromA的氨基酸序列与其它鱼性腺P450arom具有70%以上的同源性,与其它鱼脑P450arom为60%左右同源,但芳香化酶高保守区包括I-螺旋区,芳香化酶特异保守区II和血红素结合区III和其它鱼芳香化酶的同源性分别高达83%～96%, 78%～86% 和 85～100%.系统发育分析表明奥利亚罗非鱼P450aromA与鱼类性腺P450arom属于同一分支的.生物信息学分析显示:奥利亚罗非鱼P450A基因编码的蛋白无信号肽,无跨膜区域,为非分泌蛋白,同时含有多个酪蛋白激酶II磷酸化位点, N-糖激化位点,N-肉豆蔻酰化位点,蛋白激酶C磷酸化位点.     

奥利亚罗非鱼卵巢芳香化酶基因的克隆、序列分析和结构预测

采用RT-PCR和RACE(Rapid Amplification of cDNA Ends)法分离出奥利亚罗非鱼卵巢芳香化酶(P450aromA)的全序列,得到1784 bp的全长cDNA,包括38 bp 5'非翻译区,1566 bp阅读框以及含Poly(A)信号(AATAAA)的167 bp 3'非翻译区[不包括Poly(A)].阅读框共编码521个氨基酸,计算的蛋白质分子量为59 ku.同源性分析显示,奥利亚罗非鱼P450aromA的氨基酸序列与其它鱼性腺P450arom具有70%以上的同源性,与其它鱼脑P450arom为60%左右同源,但芳香化酶高保守区包括I-螺旋区,芳香化酶特异保守区II和血红素结合区III和其它鱼芳香化酶的同源性分别高达83%～96%, 78%～86% 和 85～100%.系统发育分析表明奥利亚罗非鱼P450aromA与鱼类性腺P450arom属于同一分支的.生物信息学分析显示:奥利亚罗非鱼P450A基因编码的蛋白无信号肽,无跨膜区域,为非分泌蛋白,同时含有多个酪蛋白激酶II磷酸化位点, N-糖激化位点,N-肉豆蔻酰化位点,蛋白激酶C磷酸化位点.     

奥尼鱼

奥尼鱼又称全雄性罗非鱼,为奥利亚罗非鱼(父本)和尼罗罗非鱼(母本)杂交所产生的子一代.其杂交优势非常明显,雄性率达90%以上,适应性强,能耐4℃水温和1℃气温,在长江以南大部分地区可自然越冬.奥尼鱼具有体态与肉质好、食性杂、生长快、出肉率高、味道鲜美等优点,5厘米左右的鱼种经5个月饲养体重可达500克左右,比罗非鱼生长快20%～30%,养殖效益显著.     

5个品种(系)罗非鱼线粒体12S rRNA基因序列及其RFLP分析

采用PCR产物直接测序法分别测定了尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)埃及品系、美国品系和吉富品系以及奥利亚罗非鱼(O.aureus)、尼奥罗非鱼(尼罗罗非鱼♂×奥利亚罗非鱼♀)的线粒体12S rRNA基因部分序列,并结合从Genbank中下载的尼罗罗非鱼同源序列进行了序列比对分析。结果表明,3个尼罗罗非鱼品系与从Genbank中下载的尼罗罗非鱼的同源序列仅有1处碱基不同,奥利亚罗非鱼和以奥利亚罗非鱼为母本的尼奥罗非鱼之间也仅有1处碱基不同,但是3个尼罗罗非鱼品系以及从Genbank中下载的尼罗罗非鱼同源序列与奥利亚、尼奥罗非鱼相比对,则有14个位点不同,这个结果符合mtDNA母性遗传的特点,也说明12S rRNA在这5个罗非鱼品种(系)间是相当保守的,尼罗和奥利亚罗非鱼之间尚有一定的遗传多样性,但尼罗罗非鱼3品系的12S rRNA基因序列则几乎完全相同,可见mtDNA 12S rRNA基因不太适用于罗非鱼种内的遗传多样性分析。对得到的PCR产物进行限制性内切酶分析发现,mtDNA 12S rRNA上的BglⅡ酶切位点可作为鉴定尼罗罗非鱼和奥利亚罗非鱼及其正反交后代的有效分子标记。     

4个罗非鱼群体遗传多样性的RAPD分析

采用50个随机引物对奥利亚罗非鱼（Oreochromis aureus）和3个尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）群体即无锡品系、埃及品系和吉富品系进行RAPD分析,共筛选出13个重复性好的引物,其中引物S1255扩增的2500bp片段具有群体特异性,可作为区分奥利亚罗非鱼和尼罗罗非鱼的分子标记;用PopGen1．32软件进行遗传多样性分析,结果表明：奥利亚罗非鱼、无锡品系、埃及品系和吉富品系罗非鱼群体内的多态位点率分别为22．03％、52．54％、58．47％、62．71％,基因多样性指数分别为0．0912、0．2166、0．2448、0．2705,Shannon信息指数分别为0．1323、0．3136、0．3537、0．3881。无锡品系、埃及品系和吉富品系罗非鱼群体内遗传相似性指数分别为0．8194、0．7886和0．7704,遗传变异水平较高,遗传多样性丰富。奥利亚罗非鱼的群体内遗传相似性指数为0．9279,群体的遗传纯度高,遗传变异水平较低。无锡、埃及、吉富品系尼罗罗非鱼与奥利亚罗非鱼之间的遗传距离分别为0．1370、0．2235,0．1986,说明奥利亚罗非鱼和埃及品系尼罗罗非鱼杂交可能产生更强的杂种优势。     

5个罗非鱼品种(系)线粒体DNA 16S rRNA和Cyt b基因片段序列分析

对3个尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)品系(埃及、无锡、吉富)和奥利亚罗非鱼(Oreochromis au-reus)以及杂交种奥吉(奥利亚♀×吉富♂)的线粒体16SrRNA和细胞色素b(Cytb)的部分序列进行了PCR扩增和序列测定,并分析了其序列差异。结果表明:PCR产物纯化后测序,16S rRNA扩增产物得到长度为596bp的基因片段,其碱基组成G+C平均含量为47.5%,序列比对分析显示变异位点13个,没有碱基的插入/缺失变异,转换/颠换比率为3.33;Cytb扩增产物测序得到659bp的同源片段,其碱基组成G+C含量平均为45.2%,无插入/缺失变异,变异位点共2个,都为转换,2处变异都发生在密码子第3位上,编码的氨基酸未发生变异。序列分析表明,尼罗罗非鱼3品系的序列完全相同,奥利亚的序列则与奥吉相同。这表明在罗非鱼线粒体DNA中,16S rRNA进化速率相对较快,而Cytb基因则高度保守,不适于研究罗非鱼种内和种间的亲缘关系和种类鉴别标记。     

吉奥罗非鱼(新吉富罗非鱼♀×奥利亚罗非鱼♂)生长性能的评估

以新研制的吉奥罗非鱼(新吉富罗非鱼♀×奥利亚罗非鱼♂)为试验对象,新近推广的新吉富罗非鱼、以及养殖生产上普遍使用的奥尼罗非鱼(尼罗罗非鱼♀×奥利亚罗非鱼♂)、尼罗罗非鱼、奥利亚罗非鱼为对照,对吉奥罗非鱼的生长性能进行评估试验.主要结果:(1)绝对增重率(g/d):新吉富>吉奥>尼罗>奥尼>奥利亚,吉奥比新吉富低19.4%,但比奥尼、尼罗、奥利亚分别高60.3%、10.8%、112%,除吉奥与尼罗间差异不显著外(P>0.05),同其它3种罗非鱼之间差异都极显著(P<0.01).(2)体重变异系数(%):奥尼>尼罗>吉奥>新吉富>奥利亚,其中,吉奥比奥尼、尼罗降低了31.1%、17.4%,除吉奥和奥尼间差异极显著外(P<0.01),同其它3种罗非鱼差异均不显著(P>0.05).(3)成活率(%):新吉富>吉奥>尼罗>奥尼>奥利亚,其中,吉奥罗非鱼为96.5%,与新吉富(96.7%)相当,但比奥尼、尼罗、奥利亚分别高9.4%、3.4%、20.6%,除吉奥同新吉富差异不显著外(P>0.05),同其它3种罗非鱼差异均极显著(P<0.01).(4)总之,同奥尼罗非鱼相比,吉奥罗非鱼绝对增重率高60.3%,成活率高9.4%,体重变异系数低27.5%,是一种生长性能优越的杂交罗非鱼.     

奥利亚罗非鱼和尼罗罗非鱼的遗传标记

利用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术,分别对奥利亚罗非鱼和尼罗罗非鱼及其杂交后代奥尼杂交鱼（尼罗罗非鱼♀×奥利亚罗非鱼♂）的５种组织（眼、脑、心、肌、肝）的ＭＤＨ酶谱进行了分析和比较,结果发现;罗非鱼不同组织的ＭＤＨ同工酶有明显的组织特异性。３种罗非鱼肌肉组织ＭＤＨ同工酶表现出种间差异,即细胞质型（ｓ－ＭＤＨ）在电泳时迁移率的不同可以作为鉴别奥利亚罗非鱼、尼罗罗非鱼及其杂交种的遗传标记。     

奥尼罗非鱼及其亲本的微卫星分析

运用SSR技术对奥利亚罗非鱼（Oreochromis aureus♂）、尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus♀）及其杂交子代（O．aureus♂×O．niloticus♀）的遗传多样性进行了研究。从12对微卫星引物中筛选出8个微卫星特异性位点,其中奥利亚罗非鱼（♂）特异位点7个;尼罗罗非鱼（♀）5个;杂交子代6个。利用这8个位点检测3个群体的遗传结构,共检测到63个等住基因,平均等位基因2．4394个,奥利亚罗非鱼（♂）、尼罗罗非鱼（♀）和杂交子代的平均观测杂合度分别为O．7083、0．9015和0．9787;平均期望杂合度分别为0．5341、0．5761和0．6435,平均多态信息含量（PIC）分别为0．4133、0．4693和0．5584。结果表明,3个群体的遗传多样性水平都较高,其中杂交子代群体的遗传多样性水平最高,奥利亚罗非鱼群体遗传多样性最低;基于Nei＇s遗传距离的聚类分析显示尼罗罗非鱼（♀）和杂交子代的遗传距离较近。     

基于COⅠ基因分析7个罗非鱼群体的遗传变异

为了研究罗非鱼群体的遗传多样性及其系统进化关系,以尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)、奥利亚罗非鱼(O.aureus)、莫桑比克罗非鱼(O.mossambicus)、吉富罗非鱼(GIFT)和3种红罗非鱼(中国台湾红罗非鱼、马来西亚红罗非鱼、以色列红罗非鱼)7个群体为材料,对其线粒体细胞色素氧化酶亚基Ⅰ(COⅠ)的序列进行PCR扩增和序列比对,分析7个罗非鱼群体的遗传变异情况。在324个样品中检测出180个多态性位点和98个单倍型,平均单倍型多样性为0.944,核苷酸多样性为0.036。中性检验Tajima’s D值显示GIFT、莫桑比克罗非鱼和奥利亚罗非鱼群体在经历瓶颈效应和/或纯化选择后种群规模扩大。7个罗非鱼群体间的遗传距离为0.000～0.071,种群遗传分化指数(Fst)值为0.016～0.994。AMOVA分析显示,大多数遗传变异来自群体间(70.78%)。研究还发现,本实验中的奥利亚罗非鱼遗传多样性最低,其余6个群体的遗传多样性较丰富。利用COⅠ基因对7个罗非鱼群体的遗传结构进行分析,丰富了罗非鱼种群特别是红罗非鱼的遗传背景数据,对其种质资源利用具有一定的指导意义。     

奥利亚罗非鱼SOX9基因cDNA全长的克隆及分析

SOX9基因是重要的转录调控因子,与性别分化形成密切相关.以奥利亚罗非鱼(Oreochromis aurea)为研究材料,使用RT-PCR和RACE法分离和克隆了奥利亚罗非鱼卵巢中SOX9基因cDNA的全长序列.序列全长1 582 bp,其中5'端非翻译区长71 bp,3'端非翻译区长75 bp,开放性阅读框长1 437 bp,编码478个氨基酸.其中第98位开始共81个氨基酸为HMG保守盒.将奥利亚罗非鱼SOX9基因与虹鳟等八种动物的氨基酸序列相比较发现,它们同源性达75%左右,表明SOX9基因在进化中较保守.