中间球海胆丙酮酸激酶(PK)基因克隆及其对海水酸化的响应

为明确中间球海胆Strongylocentrotus intermedius丙酮酸激酶(Pyruvate kinase,PK)基因(SiPK)的序列特征、组织表达规律及其对海水酸化胁迫的响应方式,采用cDNA末端快速扩增RACE技术方法获得了SiPK的cDNA全长序列,同时探究了该基因在不同海水酸化[自然海水(对照组)、ΔpH=-0.3(SA_1)、ΔpH=-0.4(SA_2)、ΔpH=-0.5(SA_3),ΔpH表示与自然海水pH的差值]胁迫条件下的响应方式。结果表明:中间球海胆PK序列全长为3616 bp,其中,包含一个编码537个氨基酸的开放阅读框(1614 bp)和两个非编码区片段(5′非编码区长度为91 bp,3′非编码区长度为1911 bp);系统进化分析发现,中间球海胆PK氨基酸序列与紫球海胆Strongylocentrotus purpuratus PK的亲缘关系最近;实时荧光定量PCR(qRT-PCR)发现,成体中间球海胆PK基因在4种组织中均有表达,其相对表达量依次为性腺管足体腔液肠;总PK酶活性检测显示,中间球海胆4种组织中的总PK酶活性依次为管足性腺体腔液肠;海水酸化胁迫试验显示,与对照组相比,随着海水酸化程度的加重,中间球海胆肠组织中PK基因的相对表达量呈先极显著降低后极显著升高的趋势(P0.01),但肠组织中总PK酶活性则呈极显著升高的趋势(P0.01),性腺组织中PK基因的相对表达量随海水pH的降低而极显著降低(P0.01),但该组织中总PK酶活性却呈现先升高后降低的趋势(P0.05),管足和体腔液组织中PK基因的相对表达量和总PK酶活性均随海水pH的降低总体呈降低的趋势(P0.05)。研究表明,中间球海胆可通过调节PK基因的表达及总PK酶活性响应海水酸化胁迫。     

中华豆芫菁β-actin基因cDNA的克隆、序列分析及表达量检测

【目的】克隆中华豆芫菁(Epicauta chinensis Laporte)β-actin基因全长cDNA序列,并检测其在相对实时定量研究中作为内参基因的可靠性。【方法】采用RT-PCR和RACE技术扩增中华豆芫菁β-actin基因全长cD-NA序列,利用生物信息学软件对其进行序列分析;并用实时定量PCR方法检测在中华豆芫菁雄性成虫脑、中肠、精巢和脂肪体4种不同组织中及注射刺激和非刺激条件下β-actin基因的表达量。【结果】中华豆芫菁β-actin基因全长1 673bp,其中5′非编码区88bp,3′非编码区455bp,开放阅读框为1 120bp,编码376个氨基酸,推测其编码蛋白分子质量约为93.6ku,理论等电点为5.09,富含6类特定功能位点,其氨基酸序列与其他昆虫的β-actin序列一致性可达97%～99%;实时定量PCR结果显示,该基因在中华豆芫菁不同组织、注射刺激与非刺激情况下表达量无显著差异(P>0.05)。【结论】中华豆芫菁β-actin基因可作为基因表达定量研究中的可靠内参。该基因的cDNA序列已递交GenBank,获得登录号为JQ764814。     

黄鳝性逆转相关基因的表达及定位分析

为研究F25 基因与黄鳝性逆转关系,首先利用荧光定量PCR 技术对该基因在各期性腺组织中的表达量 进行分析,然后利用原位杂交技术合成cRNA 探针对F25 基因进行杂交定位分析。结果显示,F25 基因在II、III 期卵 巢中仅有微量表达,而在IV 卵巢中表达开始迅速增加,同时随着卵巢发育成熟、排卵、退化表达量也呈现不同程度 的升高,在精巢中该基因的表达量达到最大值;经定位分析发现,该基因在早期卵巢中基本不表达,在IV、V 期卵巢 中主要在体细胞中表达,而在精巢雄性生殖细胞中基本不存在F25 基因的表达,由此推测F25 基因可能在性逆转过 程中起到一定的作用,且主要作用于性腺组织中的体细胞。     

Vasa基因在斑马鱼不同发育时期的mRNA 表达分析

Vasa基因在果蝇中首次报道后,作为不同物种早期原始生殖细胞(PGC)标记基因被普遍接受.但对其研究都集中于早期胚胎,对性腺分化及成熟时期的Vasa表达及功能少有研究.RT-PCR结果显示,Vasa基因在整个发育阶段的表达量先上升再下降.荧光定量PCR结果显示,在同一发育时期,精巢、卵巢表达量基本一致,卵巢略高于精巢.mRNA原位杂交显示,Vasa基因早期在斑马鱼生殖干细胞特异表达,随后在精巢表达于精原细胞和初级精母细胞,在卵巢表达于Ⅲ、Ⅳ、V时相卵母细胞.研究结果有助于鉴定斑马鱼生殖干细胞和进一步研究性分化和逆转的细胞机制.     

北方海区经济海胆性腺脂肪酸组成与β-胡萝卜素含量的比较研究

海胆性腺中脂肪酸含量丰富,β-胡萝卜素含量高,是一种营养价值较高的食物来源,不同种、不同群体间、不同性别海胆性腺中二者的组成与含量存在差异。对我国北方海区4种经济海胆(虾夷马粪海胆、光棘球海胆、马粪海胆和海刺猬)以及大连黑石礁、旅顺、獐子岛3个群体的光棘球海胆性腺中的脂肪酸组成及β-胡萝卜素含量进行了测量和分析。结果显示:不同种海胆、同种海胆的不同群体及不同性别海胆性腺中脂肪酸、β-胡萝卜组成与含量均存在差异。不同种海胆间,光棘球海胆性腺中脂肪酸种类最多为31种,虾夷马粪海胆性腺中种类最少为24种;不同群体的光棘球海胆间,黑石礁群体性腺中脂肪酸种类最多为29种,旅顺群体最少为26种。雄性、雌性马粪海胆性腺中β-胡萝卜素含量均显著高于其他3种雌性海胆(P<0.01)。3个群体的光棘球海胆性腺中,黑石礁群体雄性性腺β-胡萝卜素含量显著低于其他2个群体(P<0.05);獐子岛群体雌性性腺中β-胡萝卜素高于其他2个群体,差异极显著(P<0.01)。上述结果为进一步开展海胆杂交及海胆优良品种的选育奠定了基础。     

三角帆蚌KLHL10基因的特征和表达分析

为了探究KLHL10基因在三角帆蚌性别分化中的作用，利用RACE （Rapid-amplification of cDNA ends）克隆了其cDNA全长，使用实时荧光定量分析比较其在6个不同组织（性腺、鳃、肝胰腺、斧足、闭壳肌、外套膜）、早期发育阶段（1~8月龄）性腺及12、24、36月龄雌雄性腺中表达水平的差异，运用RNA干扰（RNAi）对其功能进行初步探究。结果显示KLHL10基因cDNA全长为2 361 bp，其中5''非编码区长93 bp，3''非编码区长447 bp，开放阅读框（ORF区）长1 821 bp，编码606个氨基酸；qRT-PCR结果显示KLHL10基因在精巢中高表达；早期发育阶段在6月龄时表达量最高；12、24、36月龄的表达结果显示，KLHL10基因在精巢中的表达量均高于同时期在卵巢中的表达量（P<0.05）。同时，设计KLHL10基因的3条dsRNA干扰链，结果显示RNA干扰能有效减少KLHL10基因在性腺组织的表达量。根据以上结果推测KLHL10基因在三角帆蚌中是雄性相关基因，其可能参与三角帆蚌的性别分化与精巢发育。     

越橘查耳酮合酶基因的克隆及表达分析

为研究越橘花色素苷合成的分子机制,利用RT-PCR和RACE技术从越橘(Vaccinium spp.)果实中克隆了查耳酮合酶基因(CHS)的全长cDNA,命名为VcCHS,GenBank登录号为JN654702.VcCHS全长1438 bp,包含107 bp的5 ′非编码区、71 bp的3′非编码区和1个长度为1 260 bp编码419个氨基酸的开放阅读框.该基因编码的蛋白具有CHS家族普遍存在的功能活性位点:Cys(C)164、His(H)303、Asn(N)336和特征多肽序列(RLMMYQQGCFAGGTVLR).多重比对分析发现越橘VcCHS基因编码的氨基酸序列与葡萄(Vitis vinifera)CHS基因编码的氨基酸序列相似性达90.2％.系统进化分析表明,该序列与杜鹃花目的植物聚为一类.VcCHS基因在果实发育的整个过程均有不同程度的转录表达,花期和果实成熟期表达量较高,绿果期表达量最低.VcCHS相对表达量变化与花色素苷相对含量的变化趋势具有一致性,并均在果皮组织中达到最高.     

苹果蠹蛾β-actin基因cDNA的克隆、序列分析及mRNA表达稳定性检测

【目的】克隆苹果蠹蛾(Cydia pomonella(L.))的β-actin基因cDNA全长,确定其作为内参基因的可能性。【方法】运用RT-PCR和RACE技术分段扩增苹果蠹蛾β-actin基因5′和3′非编码区及保守区,拼接后根据所获序列设计引物,完整克隆苹果蠹蛾β-actin基因。利用生物信息学软件对苹果蠹蛾β-actin基因编码的蛋白质进行分析预测;通过实时定量PCR和半定量PCR方法,检测不同发育阶段以及杀虫剂处理后苹果蠹蛾β-actin mRNA的表达情况。【结果】苹果蠹蛾β-actin基因cDNA全长1 466bp(GenBank登录号为KC832921),包括5′非编码区67bp、3′非编码区268bp和开放阅读框1 131bp,编码一个由376个氨基酸残基组成的蛋白质。推导的蛋白质相对分子质量为41.793 7ku,等电点为5.29,含有3个actin蛋白家族的典型识别特征以及6种类型的特定功能位点,氨基酸序列与其他昆虫β-actin一致性高达99%。实时定量PCR和半定量PCR结果表明,β-actin基因在苹果蠹蛾发育不同时期以及杀虫剂处理后表达量无显著差异(P0.05)。【结论】苹果蠹蛾β-actin基因可作为可靠的内参基因应用于基因mRNA的表达定量研究。     

青海湖裸鲤TOB1和TOB2基因的克隆与表达分析

【目的】对青海湖裸鲤TOB1和TOB2基因进行克隆及表达分析,为揭示其在青海湖裸鲤生长和生理过程中的作用奠定基础。【方法】采用PCR和RACE技术克隆青海湖裸鲤中TOB1和TOB2基因的cDNA全长序列,对其特性进行了生物信息学分析。以β-actin为内参基因,采用实时荧光定量PCR法(qRT-PCR)检测TOB1和TOB2基因在3龄成鱼肾脏、肠、鳃、脑、心脏、肌肉等组织及发育12,72,120,168,216 h胚胎中的表达水平。【结果】青海湖裸鲤TOB1 cDNA全长为1 734 bp,5′非编码区为466 bp,3′非编码区为296 bp,开放阅读框长972 bp,编码323个氨基酸。TOB2 cDNA全长为2 785 bp,5′非编码区为51 bp,3′非编码区为1 582 bp,开放阅读框为1 152 bp,编码383个氨基酸。TOB1和TOB2在N端均具有明显的BTG家族结构域,且系统进化分析显示2个TOB蛋白与鲤科鱼类同源性较高,亲缘较近。qRT-PCR结果表明,TOB1和TOB2在3龄成鱼的肾脏、肠、鳃、脑、心脏、肌肉等组织中均有表达;TOB1在3龄成鱼的心脏组织中表达量最高,其次为脑和肌肉组织,在鳃组织中的表达量最低;TOB2在3龄成鱼的脑组织中表达量最高,其次为肌肉。TOB1及TOB2在不同发育时期胚胎中均有表达,且都在12 h胚胎中表达量最高。【结论】TOB1及TOB2在3龄成鱼各个组织及胚胎中均有表达,但表达量有较大差异,表明2个基因均具有时空表达特异性。     

二色补血草中2个金属硫蛋白基因的克隆及分析

从二色补血草中分离出2个金属硫蛋白基因的cDNA全序列,分别命名为LbMT1和LbMT2。LbMT1全长为569bp,其中5′非编码区23bp,3′非编码区300bp,开放读码框(ORF)长246bp,编码含81个氨基酸的蛋白,相对分子质量为8070,等电点为4.7;LbMT2全长为523bp,其中5′非编码区61bp,3′非编码区216bp,开放读码框长246bp,编码81个氨基酸,编码蛋白的相对分子质量为8000,等电点为5.0。这2个基因编码的氨基酸都含有14个半胱氨酸Cys,分布在蛋白质的N端和C端,呈CC、CXC和CXXC形式排列。疏水性分析表明:这2个蛋白都存在35~48个氨基酸之间较强的疏水区。通过对多种植物的MT蛋白序列比对分析表明,金属硫蛋白家族在氨基酸数目上保守性差,但半胱氨酸残基(Cys)的位置和数目保守性达到100%,揭示了Cys对金属硫蛋白的功能十分重要。这2个基因已经在Genbank上注册,LbMT1基因的登录号为EF103574,LbMT2基因的Genbank登录号为EF103575。     

西伯利亚蓼乙二醛酶Ⅱ基因的克隆与表达模式分析

摘要[目的]克隆西伯利亚蓼（Polygonum sibiricum La3xm．）乙二醛酶Ⅱ基因并了解该基因表达模式。[方法]应用RACE技术和实时荧光定量PCR技术从西伯利亚蓼中克隆了具有完整编码区的乙二醛酶Ⅱ基因的cDNA序列,并对该基因在不同胁迫时间、不同组织的表达差异进行了比较。[结果]克隆的乙二醛酶Ⅱ基因cDNA为890bp,其中开放读码框为765bp,编码254个氨基酸,5’非翻译区为49bp,3’非翻译区为72bp,GenBank中登录号为HM241910。序列比对分析结果表明,该基因编码的乙二醛酶Ⅱ与乙二醛酶Ⅱ三型匹配最佳,并具备乙二醛酶Ⅱ的GloB、ComEC和Lactamase,B等结构域。实时荧光定量PCR分析显示,乙二醛酶II基因在正常生长的西伯利亚蓼地下茎、茎与叶中都有表达,其中茎的表达量最高。同时,乙二醛酶Ⅱ基因受3％NaHCO,胁迫诱导,其在不同部位的表达模式有差异。[结论]克隆了西伯利亚蓼乙二醛酶Ⅱ基因并初步阐明了其表达模式。     

七彩神仙鱼Vasa基因cDNA的克隆及表达分析

源自DEAD-box家族的Vasa基因是生殖细胞的分子标记之一.本研究克隆了七彩神仙鱼(Symphysodon haraldi)Vasa基因的全长序列,并进行了不同组织的表达分析.结果表明:七彩神仙鱼Vasa基因cDNA序列共2 370 bp,其中5'UTR占123 bp,3'UTR为279 bp,ORF编码655个氨基酸,长1 968 bp.氨基酸序列同源性分析表明七彩神仙鱼的Vasa基因与尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)的同源性最高.半定量分析表明,Vasa基因在成熟七彩神仙鱼的性腺中特异表达,在其它组织中无表达信号.qRT-PCR结果显示,Vasa在七彩神仙鱼早期胚胎发育阶段及出膜后50日内均有表达.在受精卵至囊胚期阶段,Vasa基因表达持续增加,在囊胚期至孵化期阶段,表达持续降低.在仔鱼阶段,Vasa分别在25日龄和40日龄出现了最低和最高表达量.繁殖前后比较发现,繁殖前的精巢组织中Vasa表达量比繁殖后的表达量低,而卵巢恰好相反.本研究结果可为研究七彩神仙鱼的性分化、生殖细胞分子标记及其发育提供参考.     

黄颡鱼DMRT1基因cDNA全长克隆及其表达分析

利用RT-PCR和cDNA末端快速扩增技术(rapid amplification of cDNA ends,RACE)克隆了黄颡鱼DMRT1基因cDNA全长序列,并利用实时荧光定量RT-PCR技术对该基因在黄颡鱼成体不同组织及不同发育阶段的表达情况进行研究。结果表明,黄颡鱼DMRT1基因cDNA序列全长1 381bp,其中5′端非翻译区30bp,3′端非翻译区454bp[不包括poly(A)],开放阅读框885bp,编码295个氨基酸。氨基酸序列同源性分析表明,黄颡鱼DMRT1基因与革胡子鲶同源性最高(为81%),与黑鲷、虹鳟、斑马鱼、青鳉的同源性分别为60%、59%、64%和52%,与小鼠、人的同源性较低,分别为42%和44%。实时荧光定量RT-PCR分析表明:DMRT1基因在黄颡鱼胚胎发育阶段及胚后发育的1～51d仔鱼均有表达,且在胚后发育的第31天表达量最高;在成体,只在雄性精巢中特异性表达,其他组织均无表达,且性腺发育阶段的Ⅳ期精巢表达量最高,表明该基因可能在黄颡鱼雄性性腺的形成或功能维持上具有重要作用。     

七彩神仙鱼Vasa基因cDNA的克隆及表达分析

源自DEAD-box家族的Vasa基因是生殖细胞的分子标记之一。本研究克隆了七彩神仙鱼（Symphysodon haraldi） Vasa基因的全长序列,并进行了不同组织的表达分析。结果表明：七彩神仙鱼Vasa 基因cDNA序列共2 370 bp,其中5''UTR占123 bp,3''UTR为279 bp,ORF编码655个氨基酸,长1 968 bp。氨基酸序列同源性分析表明七彩神仙鱼的Vasa基因与尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）的同源性最高。半定量分析表明,Vasa基因在成熟七彩神仙鱼的性腺中特异表达,在其它组织中无表达信号。qRT-PCR结果显示,Vasa在七彩神仙鱼早期胚胎发育阶段及出膜后50日内均有表达。在受精卵至囊胚期阶段,Vasa基因表达持续增加,在囊胚期至孵化期阶段,表达持续降低。在仔鱼阶段,Vasa分别在25日龄和40日龄出现了最低和最高表达量。繁殖前后比较发现,繁殖前的精巢组织中Vasa表达量比繁殖后的表达量低,而卵巢恰好相反。本研究结果可为研究七彩神仙鱼的性分化、生殖细胞分子标记及其发育提供参考。     

黄鳝nanos3基因克隆鉴定及其组织表达分析

【目的】明确nanos3基因在黄鳝卵巢发育和维持过程中的重要作用,为黄鳝PGCs可视化分子标记、生殖细胞移植及性腺发育分化机制研究打下基础。【方法】通过RACE克隆黄鳝nanos3基因cDNA序列,运用ProtParam、 SOMPA、 SWISS-MODEL、 SignalP、 TMHMM及NetPhos等在线软件进行nanos3蛋白生物信息学分析;采用实时荧光定量PCR检测nanos3基因在黄鳝不同组织中的表达情况,并以冰冻切片荧光原位杂交进行性腺组织定位。【结果】黄鳝nanos3基因cDNA序列全长1289 bp,包括147 bp的5'非编码区 （5'-UTR）、 531 bp的开放阅读框 （ORF）及611 bp的3'非编码区（3'-UTR）,共编码176个氨基酸残基。黄鳝nanos3蛋白分子量为19.61 kD,理论等电点（pI）为9.07,为碱性蛋白;在黄鳝nanos3氨基酸序列第108~162位处存在2个锌指基序 “CCHC”结构域,无信号肽和跨膜结构域;蛋白二级结构以无规则卷曲的占比最高 （64.20%）,其次是α-螺旋 （占24.43%）,延伸链、 β-转角的占比分别为6.82%和4.55%。黄鳝与大刺鳅、射水鱼、斑马鱼等鱼类的nanos3氨基酸序列相似性分别为67.5%、 57.2%和50.3%,与中国林蛙、粗皮蛙等两栖类动物的相似性分别为39.3%和30.3%,与人类、小鼠等哺乳类动物的相似性分别为33.3%和30.9%。nanos3基因在黄鳝肌肉中不表达,在精巢、肾脏、脾脏、脑、肝脏、肠道、心脏和血液中的相对表达量较低,在卵巢中的相对表达量最高,极显著高于在其他组织中的相对表达量（P<0.01）,呈明显的组织特异性表达模式;冰冻切片荧光原位杂交分析结果显示,黄鳝nanos3基因仅在生殖细胞中表达,支持细胞中未见表达。【结论】黄鳝nanos3基因进化相对保守,主要在卵巢的生殖细胞中表达,且以细胞质中的表达为主,与核遗传信息的传递相关,是黄鳝性腺发育及分化相关的功能基因。     

黄鳝性逆转相关基因的克隆和表达

运用cDNA末端快速扩增(Rapid-Amplification of cDNA Ends,RACE)技术和半定量RT-PCR技术,克隆了黄鳝(Monopterus albus)性腺差异表达基因(F64)的cDNA全长序列,分析了该基因于各期性腺组织的表达情况。结果表明,F64基因cDNA全长1 721 bp,含有142 bp的5’-UTR、268 bp的3’-UTR、1 311 bp的开放阅读框(ORF),共编码436个氨基酸;在线SignalP分析表明,F64亚基肽链不存在信号肽,为非经典分泌蛋白;同源性分析结果显示该基因无同源性序列,视为新报道的基因;F64在卵巢发育早期不表达,从排卵的Ⅴ期卵巢开始表达,随着卵巢的败育和精巢的发育,表达量明显升高。     

金鱼Dmrt2基因表达分析

采用荧光定量PCR技术检测了Dmrt2基因的两个亚型Dmrt2a和Dmrt2b在金鱼(Carassius auratus)不同发育时期以及不同组织中的表达情况,用RACE技术克隆得到金鱼Dmrt2a cDNA序列的全长为1 755 bp,5’和3’非编码区长分别为188 bp和67 bp,推测的开放阅读框可编码499个氨基酸的多肽。分子系统进化分析表明金鱼Dmrt2a与其它鱼类Dmrt2a基因聚成一支,与斑马鱼(Daniorerio)、红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)、青鳉(Oryzias latipes)、罗非鱼(Oreochromis Niloticus)Dmrt2a的同源性分别为85%、61%、58%、58%。荧光定量PCR结果揭示,Dmrt2a在精巢中表达量最高,在卵巢中次之,而Dmrt2b在卵巢中表达量最高,在精巢中次之,二者在肾脏、消化道、肝脏、心脏和脑中都有表达,但表达量低;不同发育时期胚胎和仔鱼的Dmrt2a和Dmrt2b表达量变化很大,Dmrt2a在受精后24 h达到最高值,之后表达量降低,而Dmrt2b在孵化后仔鱼中表达量显著增加。     

牦牛和犏牛DDX25/GRTH基因序列及其在睾丸组织的表达水平

为了解DDX25基因的结构、功能及对犏牛雄性不育的影响。采用RT-PCR技术克隆获得牦牛和犏牛的DDX25基因,对核苷酸序列和氨基酸序列进行生物信息学分析,运用实时荧光定量PCR技术检测睾丸组织DDX25 mRNA的表达情况。结果表明,牦牛和犏牛DDX25基因编码区序列全长均为1 452bp,编码483个氨基酸,氨基酸存在19个磷酸化位点,无信号肽。牦牛睾丸组织DDX25基因表达水平显著高于犏牛,DDX25基因在犏牛睾丸组织的低表达与其雄性不育存在一定关系,该基因可作为研究犏牛雄性不育的候选基因。