黄颡鱼生长抑素基因的克隆及表达谱分析

【目的】克隆黄颡鱼生长抑素(Somatostatin,SS)基因cDNA全长序列,分析其在黄颡鱼胚胎发育、胚后发育阶段及成鱼各个组织中的表达规律。【方法】以黄颡鱼脑组织为材料,根据瓦氏黄颡鱼和斑点叉尾鮰SS基因保守区设计1对引物用于扩增SS基因中间保守区序列,再根据中间保守区序列设计2对引物,分别用于扩增5′端和3′端序列,将扩增得到的中间保守区序列、5′端和3′端序列拼接后得到黄颡鱼SS基因的cDNA全长序列,并对其进行生物信息学分析。用NCBI的Protein Blast对黄颡鱼与其他物种SS基因编码的氨基酸序列同源性进行比较,并构建系统发育树。用实时荧光定量RT-PCR检测SS基因在胚胎发育时期和胚后发育阶段（1～20 d）的表达特征。采用半定量RT-PCR检测SS基因在黄颡鱼脑、心脏、肌肉、胃、肝脏、肾脏、鳃、脾脏、性腺等组织中的表达特征。【结果】黄颡鱼SS基因cDNA全长694 bp,其中5′端非翻译区139 bp,3′端非翻译区211 bp,开放阅读框为345 bp,编码114个氨基酸。黄颡鱼与瓦氏黄颡鱼SS基因编码氨基酸同源性最高,为98%。系统发育树结果显示,黄颡鱼与同属于鲇形目的瓦氏黄颡鱼和斑点叉尾鮰聚为一支。SS基因在黄颡鱼受精卵时期就有表达,并持续至胚胎孵化出膜,且在心跳期和出膜期的表达量显著高于受精卵时期(P＜0.05);在出膜后的1～20 d,SS基因在黄颡鱼中稳定表达;在成鱼的各个组织中,SS基因只在脑组织中特异性表达。【结论】初步探明了SS基因在黄颡鱼胚胎发育、胚后发育阶段及成鱼各组织中的表达规律,推测其可能在黄颡鱼胚胎发育中发挥着重要的生理功能。     

黄颡鱼GnRHR基因的克隆和表达及CRISPR/Cas9构建GnRHR基因敲除突变体

为研究促性腺激素释放激素受体 ( gonadotropin releasing hormone receptor, GnRHR) 对黄颡鱼Pel-teobagrus fulvidraco性别分化和性腺发育的调控作用, 采用逆转录PCR、氨基酸序列多重比对、系统进化树分析及实时定量PCR方法, 对黄颡鱼GnRHR基因的序列、表达和进化进行了研究.结果表明: 扩增到的黄颡鱼GnRHR cDNA序列长2 894 bp, 包含239 bp的5′非翻译区, 1 155 bp的开放阅读框和1 500 bp的3′非翻译区, 预测编码384个氨基酸、 7次跨膜结构域蛋白; 氨基酸序列多重比对显示, 黄颡鱼GnRHR与硬骨鱼类GnRHR的同源性较高, 其与斑点叉尾鮰Ictalurus punctatus、斑马鱼Danio rerio、鲤Cyprinus carpio、银鲫Carassius auratus GnRHR氨基酸序列的一致性分别为96%、 87%、 83%和82%, 与哺乳动物的一致性较低, 为42%～44%; 系统进化分析显示, 黄颡鱼GnRHR与鲤、虹鳟等硬骨鱼类的GnRHR聚为GnRHRⅡB分支; 实时定量PCR显示, 黄颡鱼GnRHR mRNA主要在端脑、中脑、下丘脑、垂体和精巢中高表达,但在卵巢和其他组织中几乎不表达; 通过CRISPR/Cas9基因编辑技术构建和筛选出了黄颡鱼GnRHR突变体, 成功获得了各种不同的黄颡鱼GnRHR F0代突变体.研究表明, GnRHR可能参与调控黄颡鱼雄性发育, 黄颡鱼GnRHR F0代突变体的获取为探索GnRHR的功能和机制提供了基础资料.     

黄颡鱼神经肽Y基因(NPY)cDNA全序列的克隆及其表达特征分析

【目的】克隆黄颡鱼神经肽Y基因(NPY),研究其在不同组织及在饥饿情况下脑组织中的表达情况,探讨其在黄颡鱼摄食活动中的作用。【方法】利用RT-PCR和RACE技术,克隆黄颡鱼NPY基因的cDNA序列全长,对其编码氨基酸进行生物信息学分析;利用半定量PCR和实时荧光定量PCR技术,对NPY基因在黄颡鱼成体不同组织(脑、心脏、肝脏、肾脏、脾脏、胃、肌肉、鳃、性腺)中的表达情况进行研究,并检测饥饿不同时间(0,24,48,72,96,120,144和168h)以及饥饿168h重新投饵1,3和5h后黄颡鱼脑组织中NPY表达水平的变化。【结果】黄颡鱼NPY基因cDNA序列全长772bp,开放阅读框282bp,编码93个氨基酸,其与瓦氏黄颡鱼同源性最高(97%),与斑点叉尾鮰、建鲤、胭脂鱼、中华倒刺鲃的同源性分别为87%,72%,72%和70%。NPY基因在黄颡鱼成体组织脑、脾脏、肝脏、鳃、性腺中都有表达,而在心脏、肌肉、胃、肾脏中不表达,在脑中的表达量极显著高于其他组织(P<0.01);在饥饿处理24～144h时,随饥饿时间的增加,黄颡鱼脑组织中NPY表达量升高,但在饥饿168h重新投饵3h后,NPY表达量即可下降到正常水平。【结论】NPY基因在黄颡鱼脑中大量表达,随着饥饿时间的增加脑组织中NPYmRNA表达量上升,重新投饵后其表达量很快下降到正常水平,表明NPY基因在黄颡鱼摄食活动中发挥着重要作用。     

黄颡鱼β-肌动蛋白基因的克隆及表达分析

β-肌动蛋白广泛存在于真核生物中,在维持细胞结构、细胞运动和细胞分裂等生理活动中发挥着重要作用.本文运用PCR技术首次克隆了黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco) 的β-肌动蛋白基因,其全长为2 124碱基对(bp),由5个外显子和4个内含子组成;cDNA长1 128 bp,含有完整的开放阅读框,编码375个氨基酸.黄颡鱼β-肌动蛋白与其它鱼类氨基酸的同源性(Identity)大于98.6%,核苷酸同源性大于87.3%.系统进化分析表明,黄颡鱼β-肌动蛋白在进化上高度保守.RT-PCR结果表明,β-肌动蛋白基因在黄颡鱼的脑、鳃、心脏、肠道、肾、肝、红肌、白肌、卵巢、皮肤、胃、精巢共12种组织中都有表达.     

双棘黄姑鱼IGF2 基因克隆及其在卵巢发育中的作用研究

运用RT-PCR和RACE技术,首次克隆了双棘黄姑鱼(Protonibea diacanthus)的IGF2 cDNA。双棘黄姑鱼IGF2cDNA全长842bp,其中开放阅读框为648bp,5′非翻译区为125bp,3′非翻译区为69bp。IGF2前体mRNA编码215个氨基酸,成熟肽为71个氨基酸残基的多肽。多重氨基酸比对结果显示,双棘黄姑鱼与其他鱼类IGF2氨基酸序列高度保守。同源性分析表明,双棘黄姑鱼IGF2氨基酸序列与同属鲈形目的斜带石斑鱼、金头鲷、罗非鱼同源性分别为95.8%、95.3%和91.2%。系统进化树结果与同源性分析结果相似,双棘黄姑鱼IGF2基因首先与同属鲈形目的斜带石斑鱼、金头鲷、罗非鱼类聚,再与虹鳟、牙鲆、黄颡鱼的IGF2和斑马鱼IGF2b基因聚为一支,最后与斑马鱼IGF2a类聚为鱼类IGF2基因。组织分布结果表明,IGF2基因在双棘黄姑鱼各组织中表达广泛。RT-PCR结果显示,双棘黄姑鱼卵巢成熟期和退化期的IGF2表达量显著高于发育期,推测IGF2的表达可能促进了双棘黄姑鱼卵巢的成熟。     

瓦氏黄颡鱼肝脂酶基因cDNA序列的克隆与序列分析

利用RT-PCR方法克隆瓦氏黄颡鱼(Pelteobagrus vachelli)肝脂酶cDNA序列片段,并对其基因结构和系统进化关系进行分析.瓦氏黄颡鱼肝脂酶cDNA片段长1065 bp,编码353个氨基酸.肝脂酶氨基酸序列同源性分析结果表明,瓦氏黄颡鱼与其他鱼类的同源性为62%-100%.瓦氏黄颡鱼肝脂酶氨基酸残基包含糖基化位点、催化位点、催化中心三联体位点、脂质结合位点和多肽"盖"等主要结构区域.系统进化树分析表明,瓦氏黄颡鱼肝脂酶与草鱼、鳙、斑马鱼肝脂酶聚为一支.因此,瓦氏黄颡鱼的肝脂酶在鱼类进化中较为保守.     

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。     

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。     

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.     

黄颡鱼胰岛素样生长因子结合蛋白1基因的克隆及表达分析

为研究黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)胰岛素样生长因子结合蛋白1基因(IGFBP1)的特征,阐明IGFBP1基因在不同性别黄颡鱼组织中的表达特征和IGFBP1蛋白在雌、雄黄颡鱼肌肉中的表达差异,克隆IGFBP1基因的c DNA全长,并进行实时荧光定量PCR检测和Western Blot分析。结果表明:黄颡鱼IGFBP1基因c DNA全长为1 259 bp,其开放阅读框长度为714 bp,编码237个氨基酸,3'端和5'端非翻译区分别为407 bp和138 bp;黄颡鱼IGFBP1基因核苷酸序列与鲇形目斑点叉尾鮰的相似度(89%)较高,与鲢、鲤、鲫、草鱼和团头鲂等的差异较大;肝脏是黄颡鱼IGFBP1基因m RNA表达最丰富的组织,IGFBP1基因在雄性个体心脏、肾脏、肌肉和肠组织中的表达量显著高于雌性的(P0.05);IGFBP1蛋白在雌、雄黄颡鱼肌肉组织中都有表达,且在雄性个体中的表达量高于在雌性个体中的表达量。     

黄颡鱼仔稚鱼发育过程中的胰蛋白酶原基因表达

采用RT-PCR和实时荧光定量PCR方法,得到黄颡鱼(Pelteobagrusf ulvidraco)消化系统胰蛋白酶原基因cDNA,并且对其早期发育过程中仔稚鱼(1～3日龄)消化系统胰蛋白酶原基因表达进行检测和定量。结果表明,黄颡鱼消化系统中胰蛋白酶原的基因表达起始于1日龄,1～6日龄表达量快速增加、6～23日龄表达量呈起伏式增加、23～30日龄表达量显著增加。该结果同时表明使用实时荧光定量PCR的方法检测黄颡鱼胰蛋白酶原基因的表达量,能反映其肠道消化功能在发育过程中的变化。建议黄颡鱼仔稚鱼转饵时间在23日龄后。     

母源因子boule在光棘球海胆性腺中的表达与定位

为鉴定光棘球海胆Mesocentrotus nudus生殖细胞标记基因,通过基因克隆、荧光定量PCR及切片原位杂交等技术分析了光棘球海胆(湿体质量为76.8 g±10.0 g)母源因子(boule)基因的分子特征及动态表达模式。结果表明:光棘球海胆boule cDNA序列全长为1788 bp,其中,3′非编码区为601 bp,5′非编码区为146 bp,开放阅读框(open reading frame,ORF)为1041 bp,共编码346个氨基酸,包含一个保守的RRM结构域;荧光定量PCR结果显示,boule为母源因子,在整个胚胎发育时期均有表达;boule基因在处于生长期(stageⅡ)光棘球海胆的肠、管足、体腔液和性腺中均有表达,其中,boule基因在精巢表达量最高(P<0.05);在卵巢中表达量随卵母细胞的成熟而逐渐升高,在成熟期(stageⅣ)卵巢中达到最高,精巢中表达量仅在生长期(stageⅡ)及成熟前期(stageⅢ)有较高表达;切片原位杂交显示,boule基因在光棘球海胆精巢的生殖细胞中特异表达,卵巢中未检测到阳性细胞信号。研究表明,光棘球海胆boule基因是雄性生殖细胞标记基因,本研究结果可为海胆雄性生殖细胞发育相关研究提供数据资料。     

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。     

红鳍东方鲀gsdf基因的克隆及表达模式分析

为研究红鳍东方鲀Takifugu rubripes的性别决定因子(gonadal soma derived factor,GSDF),利用c DNA末端快速扩增技术(RACE)首次克隆了红鳍东方鲀gsdf基因(Trgsdf)的c DNA全长序列(Gen Bank登陆号:KR914667)。结果表明:Trgsdf c DNA序列全长为1734 bp,其中5'端非编码区144 bp,开放阅读框648 bp,3'端非编码区942 bp,共编码215个氨基酸;预测的氨基酸序列中存在1个长度为19个氨基酸的信号肽和相同长度的跨膜区,1个N-糖基化位点NST,1个TGF-β家族成员特有的保守结构域;BLAST同源性分析结果显示,红鳍东方鲀GSDF氨基酸序列与其他鱼类的相似性为26%~58%;系统发育分析结果显示,鱼类GSDF单独聚为一支,与TGF-β超家族内的其他成员分开,红鳍东方鲀与青鳉Oryzias latipes GSDF的亲缘关系最近,先聚为一支,后与三斑海猪鱼Halichoeres trimaculatus聚在一起,与矛尾鱼Latimeria menadoensis的GSDF亲缘关系最远;应用RT-PCR技术检测Trgsdf mRNA在雌性和雄性红鳍东方鲀成鱼不同组织中的表达,结果显示,Trgsdf mRNA在卵巢和精巢中高表达,在皮肤和肌肉组织中微量表达,在其他组织中无表达;采用相对实时荧光定量PCR方法比较了成鱼卵巢和精巢中Trgsdf mRNA的表达量,结果显示,Trgsdf mRNA在精巢中的表达量显著高于卵巢(P0.05),约为卵巢表达量的6倍。研究表明,gsdf基因可能在红鳍东方鲀的性腺尤其是精巢的分化和发育过程中起着重要的作用。     

酸柚根系CS和PEPC基因的克隆及序列分析

以酸柚(Citrus grandis)根系为材料,利用热硼酸法提取了根系总RNA,并逆转录成cDNA,利用PCR和RACE技术相继得到柠檬酸合酶基因(CS)和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(PEPC)的保守区、3'端和5'端.酸柚根系CS基因全长1760bp,开放读码框有1413 bp,编码472个氨基酸,氨基酸序列相对分子质量为52.487 ku,等电点为6.9,亲水指数为-0.199;5'端非编码区为67 bp,3'端非编码区为277 bp;推导的氨基酸经序列比对,发现与其他物种具有很高的同源性(85.4%-99.6%).酸柚根系PEPC基因全长3307 bp,开放读码框有2604 bp,编码868个氨基酸,氨基酸序列相对分子质量为99.569ku,等电点为6.68,亲水指数为-0.398;5'端非编码区为431 bp,3'端非编码区为269 bp,推导的氨基酸经序列比对,发现与其他物种具有很高的同源性(85.8%-95.7%).初步确定克隆到的为酸柚根系CS和PEPC基因,登陆Genbank,登陆号分别为HQ537481和HQ537482.     

越橘VcANS基因的克隆及表达分析

【目的】从越橘果实中克隆花色素合成酶（ANS）基因cDNA,为研究越橘花色素苷合成的分子机制奠定基础。【方法】以越橘（Vaccinium spp.）品种“北陆”（V.corymbosum L.）为试材,并以Illumina测序文库（NCBI登录号：SRA046311）中差异表达的Unigene 38125片段为基础,利用cDNA末端快速扩增（RACE）技术获得花色素合成酶基因全长cDNA,利用DNAMAN和MEGA软件进行多序列比对和系统进化分析,探讨ANS基因在不同组织和器官中的相对表达量及其与对应花色素苷含量的关系。【结果】成功克隆了越橘花色素合成酶基因序列,命名为VcANS,GenBank登录号为JN654701。序列分析结果表明,VcANS全长1 424 bp,包含93 bp的5′非编码区、248 bp的3′非编码区和1个长度为1 083 bp编码360个氨基酸的开放阅读框,该基因编码的蛋白具有ANS家族普遍存在的2酮戊二酸和Fe²⁺依赖的氧化酶超家族的保守结构域。序列比对和系统进化分析表明,VcANS与杜鹃花科植物亲缘关系最近。在越橘果实发育的不同阶段,VcANS相对表达量的变化与花色素苷含量的变化趋势具有一致性。【结论】获得了越橘花色素合成酶基因全长,推测其对越橘花色素苷的形成起调控作用。