牙鲆lin-29基因的全长cDNA克隆、鉴定及其在早期发育中的表达分析

通过PCR技术,从牙鲆(Paralichtys olvaceus)总RNA中获得牙鲆lin-29基因c DNA序列,该序列全长1 769 bp,包括1 329 bp开放阅读框,编码442个氨基酸,预测其是一种多锌指结构蛋白;氨基酸序列对比分析显示,牙鲆LIN-29与大黄鱼(Larimichthys crocea)的同源性最高,达95.25%;系统进化树分析表明,牙鲆与其他鱼类聚集一支,并且与罗非鱼的进化关系最近。荧光定量PCR显示,在牙鲆胚胎和仔鱼发育阶段,以原肠胚期lin-29表达量最高;组织表达分析表明,脑中表达最高,肌肉中最低。外源甲状腺激素(TH)在牙鲆仔鱼发育初期(TH处理后2 d、5 d)下调lin-29表达,TH处理后21 d(36 dph)和26 d(41 dph)上调lin-29基因表达,同时,硫脲(TU)处理均显著上调lin-29表达。结果显示牙鲆lin-29基因可能在牙鲆早期发育过程中扮演着重要的角色,为进一步研究lin-29在牙鲆生长发育中的功能奠定基础。     

牙鲆ras-2基因cDNA全长的克隆和表达分析

Ras主要参与表皮生长因子家族调控细胞分裂的信号通路。本研究采用末端快速扩增法获得了牙鲆ras-2基因全长2384bp cDNA序列,该序列编码187个氨基酸,含有switchⅠ、switchⅡ、P-loop、CAAX box等Ras家族的结构特征,与川鲽ras-2氨基酸序列相似性最高(96.3%)。定量PCR检测显示ras-2基因在牙鲆成体的心脏、肝脏、脾脏、肾脏、鳃、肠、肌肉、鳍条和皮肤组织均有不同程度的表达,其中鳍条表达量最高,肌肉的表达量最低;在牙鲆变态前和变态初较高,随着变态进行,表达水平显著降低。RNA整体原位杂交结果显示ras-2基因主要在牙鲆变态阶段的鳍条、眼眶周围、颔、鳃、鼻孔、侧线等部位的表皮组织中表达,变态前在鳍条和体侧线表达信号最强,变态阶段E期的信号稍微减弱,主要分布在鳍条和鳃,变态高峰期(F期和G期)信号主要集中在鳍条、鳃和颔,H期表达信号主要集中在鳃和鳍条。ras-2基因表达式型显示,其可以通过调控细胞分裂的方式,参与牙鲆变态过程中眼睛移动、冠状幼鳍发育、侧线发育等多种器官的发育调控。     

牙鲆ras-2基因cDNA全长的克隆和变态时期的表达分析

Ras主要参与表皮生长因子家族调控细胞分裂的信号通路。采用末端快速扩增法获得了牙鲆(Paralichthys olivaceus)ras-2基因全长2 384 bp cDNA序列,该序列编码187个氨基酸,含有switchⅠ、switchⅡ、P loop、CAAX box等Ras家族的结构特征,与川鲽(Paralichthys olivaceus)ras-2氨基酸序列相似性最高(96.3%)。定量RT PCR检测显示ras-2基因在牙鲆成体的心脏、肝脏、脾脏、肾脏、鳃、肠、肌肉、鳍条和皮肤组织均有不同程度的表达,其中鳍条表达量最高,肌肉的表达量最低;在牙鲆变态前和变态初相对表达量较高,随着变态进行,表达水平显著降低。牙鲆变态阶段的RNA整体原位杂交结果显示ras-2基因主要在鳍条、眼眶周围、颌、鳃、鼻孔、侧线等部位的表皮组织中表达,变态前在鳍褶和体侧线表达信号最强,变态阶段E期的信号稍微减弱,主要分布在支鳍骨和鳃,变态高峰期（F期和G期）信号主要集中在支鳍骨、鳃和颌,H期表达信号主要集中在鳃和支鳍骨。ras-2基因表达式型表明其可以通过调控细胞分裂的方式,参与牙鲆变态过程中眼睛移动、冠状幼鳍发育、侧线发育等多种器官的发育调控。     

褐牙鲆早期发育阶段CRH基因表达及 受甲状腺激素的影响

[目的]探析褐牙鲆仔鱼早期发育阶段促肾上腺皮质激素释放激素基因(CRH)的表达情况及受甲状腺激素的影响作用,为开展牙鲆的人工繁育提供科学依据.[方法]通过实时荧光定量PCR检测褐牙鲆早期发育阶段CRH基因表达量,以ELISA测定褐牙鲆仔鱼甲状腺激素(T3和T4)水平,并测定经外源T3浸泡处理后早期发育褐牙鲆仔鱼CRH基因表达量的变化情况,探究CRH和甲状腺激素在褐牙鲆早期发育阶段的影响及作用关系.[结果]1~8日龄褐牙鲆仔鱼CRH基因相对表达量呈先升高后降低的变化趋势,在5日龄达最高值,显著高于其他日龄的仔鱼(P<0.05,下同).10~42日龄褐牙鲆仔鱼CRH基因主要在其头部表达,尾部CRH基因的相对表达量随着生长发育的进程而逐渐增加.褐牙鲆仔鱼变态前期甲状腺激素T4含量逐渐增加,变态高峰期迅速升高,在变态后期呈下降趋势.较其他早期发育时期,甲状腺激素T3在褐牙鲆变态期维持高水平,但含量低于甲状腺激素T4.22日龄褐牙鲆仔鱼经50 nmol/L外源T3处理2 h后,其头部和尾部CRH基因的相对表达量显著升高;但以外源T3处理8 h后,无论是头部还是尾部,CRH基因的相对表达量均呈显著下降趋势.[结论]褐牙鲆早期变态发育需CRH基因高表达及甲状腺激素积累,二者对褐牙鲆早期变态发育阶段具有重要作用并呈互相代偿效应.     

Tbx5基因在漠斑牙鲆（Paralichthys olivaceus）变态前的表达

鲽形目鱼类仔鱼经过变态后形成眼睛和偶鳍等器官左右不对称的稚鱼。Tbx家族成员参与脊椎动物心脏、肢体和眼等器官的发育,而Tbx基因与鲽形目鱼类变态的关系目前尚无报道。我们运用扫描电镜和软硬骨染色等方法对出膜后2d（变态早期）和26d（变态前期）的牙鲆仔鱼的形态进行观察,牙鲆出膜后2d胸鳍原基出现,出膜后26d胸鳍发育成熟,而在出膜后26d胸鳍和腹鳍仍呈现左右对称。我们克隆了牙鲆Tbx5基因的CDS序列,该序列编码的多肽具有部分T-box保守结构域,与斑马鱼Tbx5同源性高达93%。系统进化分析显示：这段CDS序列与硬骨鱼的Tbx5基因聚为一支,但与四足动物Tbx5相分离。整体原位杂交显示出膜后26d的牙鲆仔鱼中,Tbx5基因不仅在胸鳍、眼背侧、脊柱和尿囊表达,且在胸鳍和眼背侧的表达呈现左右不对称,左侧面（有眼侧）的表达量均高于右侧面（无眼侧）的表达量。综上结果暗示,牙鲆Tbx5基因可能参与了变态过程中眼睛与胸鳍左右不对称的形成。 研究亮点： 鲽形目鱼类都经历变态发育过程,产生显著的左右不对称形态,但调控该过程的分子机制尚不清楚。本文对牙鲆变态初期仔鱼进行了形态学观察,并对牙鲆Tbx5进行克隆及其表达分析,并探讨Tbx5与牙鲆仔鱼眼睛与胸鳍不对称变态过程的关系,为进一步研究牙鲆变态机制奠定基础。     

牙鲆epigen基因的克隆以及在变态过程中的表达

为了调查表皮细胞分裂原epigen基因是否与牙鲆变态发育有关,分析了从变态期牙鲆仔鱼cDNA文库中测序得到的epigen基因。发现epigen基因编码162个氨基酸,具有信号肽序列,一个跨膜结构域和EGF-like结构域。EGF-like结构域包含有可形成3个二硫键的6个半胱氨酸残基,是表皮生长因子家族的结构特征。此外,利用荧光实时定量RT-PCR,调查了epigen基因在牙鲆眼睛移动过程中的变化。相比眼睛移动之前(17DAH,day after hatching),epigen基因在眼睛移动初期(19DAH)表达明显增强,为17DAH时的2.363倍;而在眼睛移动过程的高峰期(23DAH),表达量明显回落,相对19DAH的表达量降低了80%;变态结束后(27DAH)epigen基因的表达没有重新增强或进一步的回落,提示epigen基因可能与眼睛移动初期的变态发育事件有关,而与变态高峰期和变态后期的发育事件关系不明显。     

甲状腺激素受体TRαA基因在牙鲆不同变态发育阶段中的表达差异

为了探讨甲状腺激素受体TRαA基因在牙鲆不同变态发育阶段中的表达差异,以及甲状腺激素T4和硫脲处理对TRαA基因表达的影响,采用了半定量RT-PCR法测定牙鲆不同发育阶段头部甲状腺激素受体TRαA mRNA水平。结果显示,牙鲆不同变态发育阶段甲状腺激素受体TRαA基因表达存在明显差异,从受精卵到变态期TRαA表达量呈缓慢增加趋势,到24日龄出现第一个表达高峰,随后表达量下降,30日龄之后随日龄增加表达量又逐渐增加,至变态高峰期38日龄出现第二个表达高峰,而且高于第一个表达高峰,至成鱼表达量再次下降至较低水平。甲状腺激素T4处理组和硫脲处理组与同日龄正常组相比,TRαA的表达也有明显差异,在甲状腺激素T4处理组中TRαA表达降低,而在硫脲处理组中TRαA表达反而增高。甲状腺激素T4对变态期牙鲆TRαA基因转录可能有下降调节作用。     

甲状腺激素受体TRαA基因在牙鲆不同变态发育阶段中的表达差异

为了探讨甲状腺激素受体TRαA基因在牙鲆不同变态发育阶段中的表达差异,以及甲状腺激素T4和硫脲处理对TRαA基因表达的影响,采用了半定量RT-PCR法测定牙鲆不同发育阶段头部甲状腺激素受体TRαA mRNA水平。结果显示,牙鲆不同变态发育阶段甲状腺激素受体TRαA基因表达存在明显差异,从受精卵到变态期TRαA表达量呈缓慢增加趋势,到24日龄出现第一个表达高峰,随后表达量下降,30日龄之后随日龄增加表达量又逐渐增加,至变态高峰期38日龄出现第二个表达高峰,而且高于第一个表达高峰,至成鱼表达量再次下降至较低水平。甲状腺激素T4处理组和硫脲处理组与同日龄正常组相比,TRαA的表达也有明显差异,在甲状腺激素T4处理组中TRαA表达降低,而在硫脲处理组中TRαA表达反而增高。甲状腺激素T4对变态期牙鲆TRαA基因转录可能有下降调节作用。     

牙鲆变态发育过程中epigen基因的空间表达分布

细胞分裂在鲽形目鱼类变态过程中发挥了重要作用。Epigen作为表皮分裂原,通过激活MAPK通道来调控有丝分裂。以前的研究利用定量PCR表明,epigen在变态前期表达量升高,而变态后期表达量下降,表明其与变态发育相关。为了进一步调查epigen与牙鲆变态发育的关系,利用RNA整体原位杂交技术检测了epigen在变态期牙鲆体内的空间表达分布,发现在变态期的各个阶段,epigen基因表达分布均比较广泛,表皮、鳃、肝脏、肠道、鳍条、支鳍骨、肌节等组织都有表达,在牙鲆变态前和变态早期(E期)信号较强,而在变态高峰期(F期和G期)和变态后期(H期)信号逐渐变弱。Epigen空间表达分布模式提示,其作为表皮分裂原,可能广泛参与牙鲆变态发育早期事件,尤其可能与肝脏、肠道、支鳍骨和鳍条的发育有关。     

牛let-7a与CC趋化因子受体7基因靶向关系的验证

为了验证小分子RNA let-7a与其预测靶基因CC趋化因子受体7(CCR7)之间的关系,采用生物信息学软件预测CCR7的3′非编码区(3′UTR)是否存在与let-7a的靶向结合位点;利用PCR扩增出包含靶向结合位点区域的CCR7-3′UTR,并构建其荧光素酶表达载体;将验证后的阳性重组子瞬时共转染人胚胎肾细胞293(293T),进行双荧光素酶报告基因检测;通过将合成的let-7a模拟物和let-7a抑制剂分别转染奶牛乳腺上皮细胞MAC-T,利用qRT-PCR和ELISA检测let-7a与CCR7基因mRNA和蛋白表达水平的变化,验证两者之间的靶向调控关系。菌液PCR和双酶切结果表明,成功构建了重组双荧光素酶报告质粒pMIR-REPORTTM-CCR7-3′UTR。双荧光素酶报告基因检测结果表明,let-7a与CCR7基因之间确实存在靶向调控关系。qRT-PCR和ELISA进一步证实了过表达let-7a能显著下调MAC-T细胞中CCR7基因mRNA和蛋白的表达量(P<0.05),两者存在负调控关系。本研究结果证实了let-7a与CCR7基因之间存在靶向调控关系,为进一步探究其分...     

牙鲆Follistatin cDNA的克隆与序列分析

为研究海水鱼中Follistatin基因的序列特征,从受精后67 h的牙鲆受精卵中克隆获得牙鲆Follistatin基因cDNA序列,并对其进行序列分析.结果表明,在牙鲆中并没有发现Follistatin基因的可变式剪切现象;牙鲆Follistatin基因cDNA序列全长963 bp.序列分析结果显示:牙鲆与Takifugu rubripes的亲缘关系最近.Follistatin蛋白中高度保守的半胱氨酸和甘氨酸残基的生物学功能可能是维持蛋白空间结构的稳定.     

葡萄microRNA156b和microRNA172c及其靶基因在冬芽二次成花过程中的表达特性研究

利用半定量RT-PCR与实时荧光定量RT-PCR(qRT-PCR)技术检测‘藤稔’葡萄microRNA156b(Vv-miR156b)和microRNA172c(Vv-miR172c)及其靶基因(Vv-SPL9和Vv-AP2)在摘心处理(5月14日、5月20日、5月28日)后不同发育时期冬芽中的表达情况,并利用RLM-5’-RACE验证了miRNAs作用其靶基因的方式。结果表明:仅5月28日摘心处理的冬芽能够进行花芽分化并形成花序,而其他处理及对照未能花芽分化。2种RT-PCR检测结果基本一致,5月28日摘心处理的2条miRNAs表达水平明显下降,且花序中有最低表达。相应的靶基因在冬芽二次成花过程中的表达水平呈现出与其miRNAs相反的变化趋势。RLM-5’-RACE结果显示,2条miRNAs介导靶基因裂解,裂解位点均在miRNAs 5’端的第10和11位碱基之间。表明microRNA156b和microRNA172c通过介导相应靶基因的裂解调控其靶基因的表达,从而影响葡萄冬芽的二次成花。     

牙鲆家系的建立及早期生长比较

以东海舟山海域野生牙鲆群体为亲本,采用人工授精技术,共构建14个牙鲆家系,分别测定了各家系120日龄30个个体的全长、体长和体重,对家系间的生长和家系内的个体体重变异进行了比较。结果表明：不同家系间的全长、体长和体重的差异均极显著（P〈0.01）。家系1、3、4、10、11和14为生长较快家系,按体重大小依次排列为3〉10〉11〉1〉14〉4,按全长长短依次顺序为3〉14〉1〉4〉11〉10。家系2内个体体重变异最大。家系3个体体重变异小,其体重平均值要高出体重最小家系35%,表现出明显的生长优势。这一研究为进一步通过家系选育方法培育适合浙江沿岸生长的优良品系奠定基础。     

A microRNA in a multiple-turnover RNAi enzyme complex

In animals, the double-stranded RNA-specific endonuclease Dicer produces two classes of functionally distinct, tiny RNAs: microRNAs (miRNAs) and small interfering RNAs (siRNAs). miRNAs regulate mRNA translation, whereas siRNAs direct RNA destruction via the RNA interference (RNAi) pathway. Here we show that, in human cell extracts, the miRNA let-7 naturally enters the RNAi pathway, which suggests that only the degree of complementarity between a miRNA and its RNA target determines its function. Human let-7 is a component of a previously identified, miRNA-containing ribonucleoprotein particle, which we show is an RNAi enzyme complex. Each let-7-containing complex directs multiple rounds of RNA cleavage, which explains the remarkable efficiency of the RNAi pathway in human cells.     

捻转血矛线虫丙硫咪唑敏感虫株和耐药虫株miRNA-mRNA关联比较分析

旨在比较分析捻转血矛线虫敏感虫株和耐药虫株miRNA表达谱,探讨miRNA与捻转血矛线虫丙硫咪唑耐药性相关基因之间的调控机制。运用Illumina Hiseq2000平台进行测序并进行cDNA文库的构建,利用RNAhybrid、Miranda和TargetScan对测序得到的数据进行靶基因预测,并取交集作为miRNA的靶基因预测结果,使用Bowtie、RepeatMasker、MIREAP、Rfam、miRBase和DAVID等生物信息学分析软件和权威数据库系统,筛选出差异的miRNA以及与捻转血矛线虫耐药相关的miRNA并进行靶基因预测,同时对KEGG pathway和GO功能富集到的靶基因和可能参与调控的通路进行预测分析。结果表明,敏感虫株和耐药虫株共筛选显著差异表达的miRNA共294个,其中113个上调,181个下调。对miRNA和其靶向调节的mRNA进行关联分析,共关联到1 770个miRNA-mRNA对为负调控关系,其中涉及到274个差异的miRNA和603个差异的mRNA。显著差异表达的miRNA靶基因被注释到了1 430条GO terms和327条KEGG pathway,富集到FoxO信号通路(FoxO signaling pathway),mTOR信号通路(mTOR signaling pathway),PI3K-Akt信号通路(PI3K-Akt signaling pathway)等与耐药相关的一些抗性通路。综上,通过对miRNA表达谱分析以及miRNA-mRNA靶向分析,发现捻转血矛线虫敏感虫株和耐药虫株显著差异表达的miRNA和其对应的靶基因,并对部分耐药相关通路中存在的靶基因及显著差异的靶基因所在的通路进行筛选和分析,为后续进一步通过转录组学深层次挖掘捻转血矛线虫产生耐药性的关键基因及相关调控分子提供科学依据。     

捻转血矛线虫阿苯达唑耐药虫株给药前后miRNA差异表达谱及网络调控分析

旨在通过miRNA测序技术对捻转血矛线虫阿苯达唑给药前后的耐药虫株差异表达miRNA及网络调控分析,获取其转录本中全miRNA表达谱及耐药相关差异表达基因和miRNA,探究miRNA在捻转血矛线虫阿苯达唑耐药虫株给药前后的差异。采用Illumina Hiseq2 000平台对捻转血矛线虫阿苯达唑耐药虫株给药前和给药后的虫体进行Small RNA-seq测序,将Raw Data与参考基因组和miRBase数据库进行比对分析,使用RNAhybrid、Miranda和TargetScan对miRNA靶基因进行预测,筛选捻转血矛线虫耐药虫株给药前后表达量显著差异的miRNA并通过Stem-loop qRT-PCR验证,同时对差异显著的miRNA-mRNA调控关系采用Cytoscape软件进行可视化分析。将靶基因向KEGG和GO两大权威数据库映射,预测和分析靶基因功能注释情况和参与调控的通路情况。结果显示:1)捻转血矛线虫阿苯达唑耐药虫株给药前和给药后共筛选出显著差异表达的miRNA 188个,其中125个上调,63个下调,且qRT-PCR结果与转录组测序结果表达情况一致。2)显著差异表达的144个miRNA共关联到353个miRNA-mRNA负调控关系,注释到46条GO功能条目以及代谢,运输和降解等327条通路。3)筛选出的候选靶基因主要富集在ABC转运蛋白,HIF-1信号通路,cGMP - PKG 信号通路以及P450药物代谢通路,证实在药物胁迫的影响下捻转血矛线虫主要通过代谢和转运的方式参与耐药性调控。本研究为捻转血矛线虫耐药性诊断辅助分子标记的筛选和虫体耐药性调控因素及作用机制的研究提供参考。     

基于高通量测序的低温胁迫下赤桉miRNAs的挖掘与分析

目的 预测、挖掘和分析涉及赤桉Eucalyptus camaldulensis低温胁迫应答的miRNA,为研究其调控赤桉低温胁迫应答的分子网络奠定基础。方法 采用高通量测序对低温处理组和对照(CK)组的赤桉组培苗茎尖进行小RNA测序。以miRBase21.0、Rfam14.1和巨桉E. grandis基因组为参考数据库,利用Bowtie、miREAP和miRDeep2等软件进行miRNA预测,使用RNAfold对预测到的miRNA前体进行二级结构的折叠;采用psRNATarget预测靶基因,通过DEGSeq包分析差异表达的miRNA,并对它们进行GO注释和KEGG富集分析。结果 在赤桉中,共预测到隶属于54个家族的392个已知miRNA和97个新miRNA;其中,CK组共预测到282个已知miRNA,65个新miRNA;低温处理组共预测到329个已知miRNA,51个新miRNA。挖掘到80个在低温处理下显著差异表达的miRNA,包括55个上调和25个下调。GO基因功能注释和KEGG富集分析的结果表明,这些差异表达miRNA可能通过参与代谢通路、次生代谢物的生物合成、细胞膜的改变、信号转导和生物调节等响应低温胁迫。此外,还挖掘到25个可能与ICE1-CBFs-COR通路有关的miRNA。结论 借助高通量测序和生物信息学软件初步得到了低温胁迫下差异表达的赤桉miRNA,为进一步分析这些miRNA在赤桉低温胁迫中的分子功能提供一些参考。     

Degradation of microRNAs by a family of exoribonucleases in Arabidopsis

microRNAs (miRNAs) play crucial roles in numerous developmental and metabolic processes in plants and animals. The steady-state levels of miRNAs need to be properly controlled to ensure normal development. Whereas the framework of miRNA biogenesis is established, factors involved in miRNA degradation remain unknown. Here, we show that a family of exoribonucleases encoded by the SMALL RNA DEGRADING NUCLEASE (SDN) genes degrades mature miRNAs in Arabidopsis. SDN1 acts specifically on single-stranded miRNAs in vitro and is sensitive to the 2'-O-methyl modification on the 3' terminal ribose of miRNAs. Simultaneous knockdown of three SDN genes in vivo results in elevated miRNA levels and pleiotropic developmental defects. Therefore, we have uncovered the enzymes that degrade miRNAs and demonstrated that miRNA turnover is crucial for plant development.