凡纳滨对虾繁育相关基因Allatostatin-AR的克隆与表达分析

咽侧体抑制素主要抑制昆虫咽侧体保幼激素的分泌,是昆虫体内重要的神经肽,在甲壳动物体内可能参与繁殖发育的调节。本研究利用RACE PCR技术对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)A型咽侧体抑制素受体(Allatostatin-A receptor,AST-AR)基因进行克隆,获得全长为2 650 bp的cDNA,包括1 425 bp的开放阅读框,1 170 bp 5''非编码区,55 bp 3''非编码区,编码474个氨基酸,形成具有7个跨膜区的不稳定亲水性蛋白。同源性和系统发育分析结果表明凡纳滨对虾AST-AR基因与斑节对虾(Penaeus monodon)、美洲龙虾(Homarus americanus)同源性最高,亲缘关系最近。氨基酸多重序列比对结果显示AST-AR氨基酸TM7后C末端精氨酸在不同物种之间高度保守。实时荧光定量PCR结果显示,AST-AR基因在雌、雄凡纳滨对虾多个组织(眼柄、脑、胃、肝胰腺、鳃、性腺、肠、肌肉)中均有表达,除脑组织外AST-AR基因在雌性凡纳滨对虾中相对表达量高于雄性。在幼体发育中,AST-AR基因的相对表达量随发育阶段上升,同时该基因在不同群体仔虾生长对比实验中表达量差异显著。据此推测AST-AR基因参与凡纳滨对虾的繁殖、幼体发育、幼虾生长到成虾,基因表达基本贯穿凡纳滨对虾的一生。     

克氏原螯虾泛素结合酶E2基因的克隆及其在卵巢中的表达分析

利用RACE技术获得了UB-E2基因c DNA全长,通过RT-PCR技术研究UB-E2基因在不同组织、发育时期的表达量和17α-羟孕酮激素刺激后UB-E2表达量及性腺发育情况。结果表明:该基因序列全长3 943bp,开放阅读框675 bp,编码224个氨基酸,相对分子量23. 93 ku,等电点8. 61,82～219位氨基酸序列为泛素结合酶家族特有的结构域。氨基酸序列比对发现,克氏原螯虾UB-E2基因与节肢动物UB-E2基因有较高的同源性;系统进化分析表明,UB-E2基因与凡纳滨对虾和斑节对虾聚为一支。荧光定量结果显示,UB-E2基因在克氏原螯虾卵巢组织中的表达量显著高于其他组织(P 0. 05);在卵巢发育初期表达量最低,随后逐渐升高,到产卵后期开始下降; 17α-羟孕酮刺激结果显示,试验组卵巢发育速度明显加快,同时UB-E2基因的表达量也显著上升,卵巢发育速度和UB-E2基因表现为受17α-羟孕酮刺激响应一致。推测UB-E2基因在克氏原螯虾的卵巢发育和配子发生中起着重要的作用,本研究为克氏原螯虾性腺发育分子调控机制提供一定的理论依据。     

三角帆蚌17β-HSD11基因的表达特征及17β-雌二醇对其表达的影响

通过RACE技术、实时荧光定量(qRT-PCR)技术、原位杂交和17β-雌二醇注射来探究17β-HSD11基因在三角帆蚌性腺发育和性激素合成中的表达特性和作用。结果显示:17β-HSD11基因的cDNA全长为1 134 bp, 其中,5'' UTR 40 bp,开放阅读框(ORF)923 bp,3'' UTR 171 bp,编码307个氨基酸。17β-HSD11基因在肝胰腺、性腺中表达量较高,且卵巢极显著高于精巢。原位杂交结果显示雌性三角帆蚌卵母细胞、滤泡膜和卵膜上均存在杂交信号。注射不同质量浓度17β-雌二醇之后发现17β-HSD11基因在雌雄性腺中的相对表达量均被抑制,其中:低质量浓度注射后,17β-HSD11基因的表达量在卵巢中下降33.38%,在精巢中下降37.74%;而高质量浓度注射后,17β-HSD11基因的表达量在卵巢中下降57.78%,在精巢中下降61.31%。由此推测17β-HSD11可能与三角帆蚌性腺发育和雌激素合成相关。     

罗氏沼虾Doublesex基因的cDNA克隆及性别二态性表达分析

克隆了罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)含DM结构域的Dsx基因(MroDsx)部分序列,DM结构域包含5个保守的半胱氨酸(Cysteine)和2个组氨酸(Histidine), 且与中国对虾(Fenneropenaeus chinensis) Dsx基因DM结构域具有73%的相似性。荧光定量PCR(Quantitative real time PCR,qPCR)结果显示:MroDsx基因仅在性腺中特异性表达,且在精巢中的表达量显著高于卵巢;在精巢发育早期(主要是精原细胞)高表达,随着精巢的发育MroDsx基因的表达量逐渐降低。原位杂交(In situ hybridization,ISH)结果进一步显示:MroDsx转录本在精原细胞表达量高,在精母细胞以及精细胞中较弱,在成熟的精子中不表达,与荧光定量的结果一致。基于对MroDsx转录本的表达分析,推测MroDsx可能参与罗氏沼虾精巢的发育过程。     

克氏原螯虾泛素结合酶E2r基因的克隆及表达分析

为了解泛素结合酶E2r基因在克氏原螯虾性腺发育中的作用,利用RACE技术得到了c DNA全序列,命名为Pc-UBE2r。该基因序列全长为3 671 bp,包含泛素结合酶的特有结构域,以及半胱氨酸残基活化位点。开放阅读框为729 bp,编码242个氨基酸,预测蛋白分子量约为27.6 ku。BLAST比对发现,克氏原螯虾UBE2r基因与节肢动物UBE2r基因具有较高的同源性。系统进化分析表明,Pc-UBE2r基因与日本囊对虾聚为一枝。qRT-PCR研究表明,Pc-UBE2r基因在性腺中的表达量显著高于其他组织(P0.05)。在卵巢中,PcUBE2r基因的表达量在未发育期最低,在卵黄发生前期表达量快速增长,随后表达量逐渐降低。在精巢中,Pc-UBE2r基因的表达量在精母细胞发生期达到最高水平。组织原位杂交结果显示,Pc-UBE2r基因在卵巢中均匀分布在未发育期的卵母细胞细胞质中,随后逐渐迁移到卵母细胞细胞核以及滤泡细胞周围。在精巢中,Pc-UBE2r基因主要分布在精母细胞的周围。组织总蛋白Western blot检测发现,UBE2r蛋白在精巢和卵巢中的表达量也显著高于其他组织(P0.05)。综上所述,我们推测Pc-UBE2r基因在克氏原螯虾配子发生和性腺发育方面发挥了重要作用,本研究将为虾蟹类性腺发育调控的分子机制奠定基础和提供依据。     

福瑞鲤β-catenin2基因的克隆与表达分析

β-catenin是Wnt/β-catenin信号通路中的关键因子,参与调控性腺发育和分化。本研究首次克隆得到福瑞鲤(Cyprinus carpio)β-catenin2的c DNA全长序列,采用荧光定量PCR技术分析了β-catenin2基因的组织表达模式及注射外源性激素对福瑞鲤β-catenin2基因表达的影响。结果表明,β-catenin2 c DNA全长3 411 bp,编码780个氨基酸,预测分子量为85. 52 ku;实时荧光定量PCR表明,β-catenin2 mRNA在血液中表达量最高,其次是性腺和脾脏;且β-catenin2 mRNA表达量在福瑞鲤性腺发育早期,随着性腺发育的成熟而升高。睾丸甾酮(T)处理后发现:卵巢中β-catenin2 mRNA表达量在10μg/g 24 h处理组显著升高(P 0. 05),精巢中β-catenin2 mRNA表达量在10μg/g和50μg/g 24 h、48 h处理组显著降低(P 0. 05)。17β-雌二醇(E2)处理后发现:精巢和卵巢中β-catenin2 mRNA表达量无显著变化(P 0. 05);以上结果表明,β-catenin2在福瑞鲤性腺发育早期是必需的。     

黄体期和卵泡期小尾寒羊KiSS-1与RFRP-3组织表达研究

为分析KiSS-1和RFRP-3基因在小尾寒羊不同繁殖时期(黄体期和卵泡期)下丘脑、垂体、性腺轴各组织中的表达差异,阐明这2个基因在绵羊发情转换中的表达模式,以常年发情的小尾寒羊为研究对象,采用实时荧光定量PCR技术,对比分析了KiSS-1和RFRP-3基因在黄体期和卵泡期的小尾寒羊下丘脑—垂体—性腺轴各组织中的表达差异。结果表明:1)KiSS-1和RFRP-3基因在下丘脑、垂体、卵巢等10种组织中均有表达;2)黄体期和卵泡期下丘脑中KiSS-1基因表达量均显著高于其他组织(P0.05),卵泡期下丘脑和松果体中KiSS-1基因表达量均显著高于黄体期(P0.05);3)黄体期和卵泡期下丘脑和卵巢中RFRP-3基因的表达量均显著高于其他组织(P0.05),且卵巢中RFRP-3基因在黄体期的表达量显著高于卵泡期(P0.05)。综上,研究发现KiSS-1和RFRP-3基因在绵羊发情调控中均发挥重要作用,KiSS-1促进发情而RFRP-3抑制发情。     

凡纳滨对虾CTNNBL1基因克隆及表达分析

[目的]明确CTNNBL1基因在凡纳滨对虾抗病过程中的功能作用,为深入探讨对虾抗病免疫机制提供参考依据.[方法]采用RACE-PCR克隆凡纳滨对虾CTNNBL1基因(LvCTNNBL1),利用在线软件进行生物信息学分析,并进一步分析其组织表达特征及应答白斑综合征病毒(WSSV)和副溶血弧菌感染的表达模式.[结果]LvCTNNBL1基因cDNA全长1906bp,其中开放阅读框(ORE)长1692 bp,编码563个氨基酸,含有1个CTNNBL结构域.同源性分析发现LvCTNNBL1蛋白与大型溞(Daphnia magna)同源蛋白的相似度最高,为77%.基于CTNNBL1基因序列的系统发育进化分析结果显示,凡纳滨对虾被聚为无脊椎动物一类,与同为节肢动物的大型溞、西方蜜蜂(Apis mellifera)和美洲鲎(Limulus polyphemus)的亲缘关系较近.LvC TNNB L1基因在凡纳滨对虾中呈组成型表达,以在肠道中的表达量最高、表皮中的表达量最低.注射感染WSSV后,LvC TNNB L1基因在凡纳滨对虾血细胞中的表达量呈先下降后上升趋势,在所有检测时间点与对照组间存在显著(P<0.05)或极显著(P<0.01,下同)差异;注射感染副溶血弧菌后,LvCTNNBL1基因在凡纳滨对虾血细胞中的表达量呈先上升后下降趋势,感染后12h内较对照组极显著升高.[结论]LvCTNNBL1基因表达量在病毒和细菌感染时发生明显变化,可能参与了凡纳滨对虾的抗病免疫途径.     

斑节对虾腺苷酸转移酶(PmANT)基因的cDNA克隆与表达分析

利用RACE技术获得了斑节对虾(Penaeus monodon)ANT基因(PmANT)的cDNA序列。该序列全长1 388 bp,开放阅读框(ORF)为930 bp,3’非编码区(UTR)为393 bp,5’非编码区(UTR)为65 bp。ORF可编码309个氨基酸,分子量大约为33.622 ku。与所有ANT家族成员一样,PmANT蛋白具有3个重复同源的线粒体跨膜结构域,但不含信号肽和糖基化位点。相似性、同源性及系统进化树分析显示,斑节对虾的ANT基因与凡纳滨对虾的同源性和相似性最高,并与其聚为一支。采用荧光定量的方法研究了ANT基因在雌雄个体不同组织、卵巢不同发育阶段及未成熟和成熟精巢的差异表达情况。结果表明:PmANT的mRNA在各组织中都有表达,其中,在雄性个体的肌肉中表达量最高,其次为雌性肌肉,在精巢的表达量最低,且未成熟精巢低于成熟精巢。PmANT的mRNA在卵巢的表达量高于精巢,且在Ⅲ期卵巢表达量最高,Ⅳ期最低。为今后进一步研究该基因在斑节对虾性腺发育中的作用提供基础材料。     

凡纳滨对虾烯醇酶基因Enolase的克隆及表达分析

以生长性状分离的凡纳滨对虾家系的肌肉组织.构建凡纳滨对虾生长性状差减cDNA文库.斑点杂交筛选获得Enolase基因,克隆获得全长编码区序列.序列分析表明,序列包含1 305 by的开放阅读框.推测编码的蛋自质含434个氨基酸.预测的分子量为47.4 ku,等电点为5.67.通过荧光定量PCR法研究了Fnolase基因在凡纳滨对虾的不同组织和不同生长期的肌肉组织中的表达情况,结果显示,Fnolase基因在凡纳滨对虾的心脏、肝胰腺、肌肉、胃、肠、眼柄、鳃和血等组织或器官中都有表达;在肌肉组织中表达量最高,在肝胰腺中表达量最低;在日龄为125 d的对虾肌肉组织中表达量量高,在口龄为80 d的对虾肌肉组织中表达量最低.     

饲料中脂肪水平对海湾扇贝性腺发育、脂肪酸组成和组织结构的影响

为了探讨配合饲料及其脂肪含量对海湾扇贝性腺发育、脂肪酸组成和组织结构的影响,在基础饲料中通过梯度添加鱼油（质量分数为0%、3%、6%和9%）配置4种脂肪质量分数为7%、10%、14%和17%的等氮饲料（质量分数为47%粗蛋白）,分别记为F7、F10、F14和F17,并以小新月菱形藻（Nitzschia closterium f. minutissima）作为对照组,试验在室内1 000 L的水槽中进行,每种饲料随机投喂3组扇贝[初始体质量为（40.79±1.70） g],每个重复30只,试验周期30 d。结果显示：饲料中脂肪含量未显著影响扇贝死亡率（P>0.05）,对照组死亡率显著低于各个饲料处理组（P<0.05）。性腺指数（gonadosomatic index,GSI）随着饲料脂肪含量增加呈先上升后下降的趋势,在F14组GSI达到最高,与对照组差异不显著（P>0.05）,显著高于初始时期（P<0.05）。性腺中雌性部分含水量F10组最高,显著高于F17组（P<0.05）;雄性部分各处理组间差异不显著（P>0.05）。性腺中雌性部分粗脂肪含量显著高于雄性部分（P<0.05）。性腺中脂肪酸的含量PUFA>MUFA>SFA,饲料中脂肪含量显著影响性腺中SFA、MUFA、n-3PUFA、DHA和EPA的含量（P<0.05）,当饲料中脂肪含量为14%或17%时达到最高值。性腺组织切片可见,各个处理组卵母细胞和精原细胞充满整个滤泡腔,滤泡密集,滤泡之间无空隙。由此可得出,配合饲料替代部分单胞藻饲喂海湾扇贝,可使其性腺发育至育苗要求,饲料中脂肪质量分数为14%时可以代替部分单胞藻饲喂海湾扇贝促进性腺发育。     

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。     

CYP11A1、CYP17A1、CYP19A1基因在小尾寒羊下丘脑-垂体-卵巢轴的表达

为揭示类固醇生成相关基因CYP11A1、CYP17A1、CYP19A1在绵羊多羔繁殖中的作用,以不同繁殖力小尾寒羊为研究对象,采用实时荧光定量PCR技术检测CYP11A1、CYP17A1、CYP19A1基因在小尾寒羊大脑、小脑、下丘脑、垂体、子宫、卵巢、输卵管中的表达。结果表明:CYP11A1基因主要在小尾寒羊卵巢、输卵管、子宫内表达;CYP11A1基因在单羔小尾寒羊卵巢的表达极显著低于多羔群体(P0.01),在子宫的表达量极显著高于多羔群体(P0.01);CYP17A1基因主要在小尾寒羊卵巢、输卵管、下丘脑表达;CYP17A1基因在多羔小尾寒羊群体下丘脑、子宫的表达量显著低于单羔群体(P0.05)。CYP19A1基因主要在小尾寒羊卵巢、下丘脑表达。本究结果提示CYP11A1、CYP17A1基因可能参与小尾寒羊多羔性状的调控。     

三种重金属对中华稻蝗金属硫蛋白基因表达的影响

以栖息于稻田且主要取食水稻茎叶的中华稻蝗(Oxya chinensis)成虫为供试材料,经氯化镉、氯化铜和硫酸锌(Cd Cl2、Cu Cl2和Zn SO4)3种重金属急性染毒,采用RT-q PCR技术检测中华稻蝗2个金属硫蛋白基因(Oxya chinensis metallothionein,Oc MT1,Oc MT2)在精巢、卵巢和肌肉中的表达变化。结果表明,3种重金属均可诱导中华稻蝗MT基因不同程度的上调表达。经Cd急性处理后,3个器官组织中Oc MT1和Oc MT2表达水平在一定浓度范围内随着Cd浓度的增高而诱导表达上调;经Cu急性处理后,精巢和卵巢中Oc MT1在最低浓度时的诱导表达量最高,Oc MT2表达水平随着Cu浓度的增大而升高,肌肉中2个MT基因随着Cu浓度的增大而升高;经Zn处理后,Oc MT1和Oc MT2表达水平随着Zn浓度的升高而升高。由实验结果可以看出,3种重金属对中华稻蝗MT在不同器官组织均有诱导表达作用,但各浓度处理后其诱导表达水平不同,Oc MT对不同重金属的敏感性具有显著差异。     

暗纹东方鲀sox9基因的克隆和组织表达分析

为初步探究暗纹东方鲀sox9基因在性腺发育和性别分化过程中的作用,通过设计兼并引物、RACE及荧光定量PCR技术,成功克隆出暗纹东方鲀sox9基因的cDNA全长序列,并分析其相应的生物信息学特征及其在雌雄个体的组织表达水平。结果表明:sox9a基因cDNA全长为1 248 bp(NCBI登录号:MH218818),包括684 bp的ORF,编码227个氨基酸,297 bp的5′UTR和267 bp的3′UTR。sox9b基因全长为1 941 bp(NCBI登录号:MH218819),包括1 470 bp的ORF,编码489个氨基酸,306 bp的5′UTR和165 bp的3′UTR。同源性和系统发育分析结果表明暗纹东方鲀sox9基因与红鳍东方鲀同源性最高,亲缘关系最近。氨基酸多重序列比对结果显示两个Sox9氨基酸序列的HMG box结构域在哺乳动物和鱼类中均高度保守。荧光定量PCR分析显示两个sox9基因普遍存在于雌鱼和雄鱼的各个组织中,且均在雌鱼下丘脑中表达量最高,在精巢中有少量表达,卵巢中几乎不表达。总体来说,除少数组织外,两个sox9基因在雌鱼组织中的表达量普遍高于雄鱼。本研究为了解暗纹东方鲀sox9的遗传特性及相关的生理功能,探索性别分化与性腺发育的分子调控机制提供理论依据。     

鳜雌雄表型差异及性别相关标记筛选

为了解鳜(Siniperca chuatsi)雌雄性别表型差异,测量120日龄养殖鳜的体重及主要形态性状,雄性平均体质量(396.52±74.81)g,雌性平均体质量(442.17±54.02)g,雌性比雄性增长快10.32%;雄性头长/头高比显著大于雌性;雌性体长/体高比极显著大于雄性。通过组织学观察孵化后5～60日龄鳜性腺发育分化过程,25日龄前,性腺未分化,30日龄精巢分化,40日龄卵巢分化,精巢分化早于卵巢。利用AFLP技术筛选鳜雌雄性别相关分子标记,在4个引物组合E5M8、E1M8、E6M7、E7M3中筛选出5个雌雄差异位点,其中,E5M8-480在雄性中扩增比例为91.67%,E1M8-440和E5M8-370在雌性中比例分别为91.67%和83.33%,E6M7-280和E7M3-380为雌性特有条带。研究结果为鳜雌雄性别异形与性别鉴定提供了基础和依据。     

两种国兰MADS-box家族B类基因PI/GLO的克隆与时空表达特性分析

为了挖掘国兰PISTILLATA/GLOBOSA（PI/GLO）基因的功能,利用生物信息学方法对两种国兰PI/GLO进行鉴定分析,并利用实时荧光定量的方法对其表达模式进行分析。结果表明,所克隆的两个 PI/GLO均为MIKC型MADS-box基因,均有保守的MADS区和相对保守的K区,且与春兰（AD158461.1）同源性较高,分别为98%、99%。两个基因的登录号为：MW654194,MW654193。RT-qPCR试验分析得出, CfPI1 在蕙兰各组织器官中的相对表达丰度顺次为：花萼>花瓣>唇瓣>花蕾>子房>盛花期花葶>合蕊柱, CsPI1 在墨兰中的相对表达丰度顺次为：花瓣>唇瓣>花蕾>花萼>合蕊柱>子房。两个基因均在盛花期的表达远远高于花蕾期和营养生长期,且主要参与花器官的生长发育。