牙鲆胚后发育阶段HDAC1基因的空间表达

组蛋白去乙酰化酶(HDACs)可通过调节染色质结构和抑制特异性转录因子活性来调控细胞生长和分化。鉴于HDACs在蝌蚪变态发育过程中的作用,本研究克隆了牙鲆(Paralichthys olivaceus)HDAC1基因全长cDNA序列,并调查了其在牙鲆变态前和变态阶段的空间表达。牙鲆HDAC1全长cDNA序列为2 540 bp,包含长度为126 bp的5'UTR,1 470 bp的ORF和944 bp的3'UTR。HDAC1基因在牙鲆变态前以及变态阶段均有表达,这和蝌蚪中仅在变态前表达的现象不同。HDAC1在冠状幼鳍上的表达是随着幼鳍原基的生长发育逐渐增强的,直至冠状幼鳍分化成形后,基因表达减弱;随着牙鲆仔鱼肠道的变粗变短,HDAC1在肠壁的表达强度逐渐增强,孵化后第16天(16DAH)开始减弱并最终消失;鳍褶中HDAC1在9DAH开始表达,18DAH时主要在鳍褶基部表达,进入变态阶段,HDAC1可见在支鳍骨上表达,在变态高峰期表达最为强烈。在整个变态发育期HDAC1在鳃上均表达,变态开始后表达逐渐增强,而到变态后期表达减弱。牙鲆变态前及变态阶段的HDAC1基因表达模式表明,HDAC1参与了牙鲆冠状幼鳍、鳍条、肠道等多种器官的发育调控以及变态阶段眼睛移动的过程。     

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。     

牙鲆纤维蛋白原相关蛋白(FREP1)基因的克隆和表达分析

利用RACE-PCR技术获得了牙鲆FREP1(fibrinogen-related protein)基因1 131 bp cDNA全长序列,其中开放阅读框786 bp,所编码的蛋白C端含有纤维蛋白样结构域标签(WWYSRCGSAGLNG).RNA整体原位杂交检测发现只在孵化后2d和5 d(2 dph、5 dph)仔鱼的肠道中有FREP1基因表达,而在9 dph和13 dph仔鱼胸鳍、肠道、鳃和皮肤中均有表达.荧光定量PCR检测显示该基因主要在成鱼的肠、鳃、皮肤和鳍条上表达,而脾脏、心脏、肾脏、肝脏和肌肉表达量很低或没有表达.鳍条和皮肤较其他组织均有极显著差异(P＜0.01),鳃和肠相比其他组织具有显著差异(P＜0.05).由于该基因主要在鳍条、皮肤、肠和鳃中表达,提示FREP1基因可能和牙鲆先天性免疫相关.研究亮点:FREP在鱼类免疫方面的报道很少,本研究所克隆的牙鲆FREP1,不管是牙鲆仔鱼还是成鱼,其仅在与外界直接接触的皮肤、鳃、肠道等组织中表达,提示其与牙鲆的先天免疫相关.     

Tbx5基因在牙鲆变态初期的表达

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。运用扫描电镜和软硬骨染色等方法对出膜后2 d（变态早期）和26 d（变态前期）的牙鲆仔鱼的形态进行观察,牙鲆出膜后2 d胸鳍原基出现,出膜后26 d胸鳍发育成熟,而在出膜后26 d胸鳍和腹鳍仍左右对称。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26 d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。综上结果显示,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。     

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。     

枣SEP1基因的克隆和表达分析

SEP类基因属于E类MADS-box基因,在植物花器官发育中发挥重要作用。该研究以‘冬枣’为试材,采用同源克隆和RT-PCR技术从枣中分离到1个SEPALLATA1基因,并进行生物信息学及转录表达分析。序列分析表明,该基因包含完整的开放阅读框为735bp,编码244个氨基酸,预测分子量为27.9247kDa。系统进化树显示,该蛋白与其他植物SEP1类蛋白具有较高的同源性,命名为ZjSEP1(登录号为:KU375248)。实时荧光定量分析表明,ZjSEP1在枣不同组织中表达有显著差异,在蕾、花、幼果等生殖器官中高丰度表达,尤其是花发育前期表达最高;该基因在雄性不育和可育品种中表现出不同的表达模式,初步认为ZjSEP1基因可能在枣花器官的形成过程中发挥一定调控作用。     

苎麻镉响应基因BnG6 PDH1的克隆和表达分析

葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PDH)是磷酸戊糖代谢途径的关键限速酶,为探讨G6PDH基因在苎麻耐镉机制中的作用,本研究在苎麻镉胁迫转录组的基础上,采用RACE方法从苎麻(Boehmeria nivea L.)品种中苎一号中克隆到BnG6PDH1基因(GenBank登录号为MG941010)的全长cDNA序列,该基因开放读码框为1 554 bp,编码517个氨基酸,蛋白质分子量为59 250,等电点为5.92。BnG6PDH1编码的氨基酸与川桑(XP_010111634.1)、枣(XP_015878928.1)、甜樱桃(XP_021825040.1)、苹果(XP_008362117.1)和梅(XP_008231184.1)的胞质型G6PDH蛋白的相似性较高,相似度分别为92%、91%、89%、88%和88%。组织表达特异性分析结果表明,BnG6PDH1在苎麻叶中的表达量最高,其次为茎,根部的表达量最低。镉胁迫诱导表达分析结果表明,BnG6PDH1的显著表达受镉的诱导,表达量随着镉质量浓度的增加而增加。以上结果表明,BnMYB1是一个镉应答基因,可能在植物对镉胁迫的适应中发挥重要作用。     

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。     

牙鲆Toll样受体1基因全长cDNA的克隆及特征分析

[目的]克隆牙鲆TLR1(Toll like receptors)全长基因,并对其结构特征和表达规律进行分析。[方法]采用同源克隆和快速扩增cDNA末端技术,从牙鲆头肾组织中克隆出TLR1基因cDNA全长序列,并对该基因进行生物信息学和表达模式分析。[结果]牙鲆TLR1基因cDNA全长2 947 bp,开放阅读框(ORF)2 418 bp,编码805个氨基酸,包括26个氨基酸组成的信号肽、2个跨膜区、6个富含亮氨酸重复结构域(LRR)和一个TIR结构域(Toll/interleukin(IL)-1 receptor)。该蛋白的分子量为91.15 kDa,等电点为6.49。氨基酸序列同源性分析显示,牙鲆TLR1基因与其他脊椎动物的TLR1基因序列全长同源性达到69%～35%,TIR序列的同源性达到84%～62%。在系统发生树上牙鲆的TLR1基因首先与斜带石斑鱼聚类。通过荧光定量qRT-PCR检测,结果显示牙鲆TLR1基因的mRNA主要表达于肝脏、心脏和脾脏等组织。[结论]该研究结果为进一步研究TLR1基因的功能和开发牙鲆免疫增强剂奠定了基础。     

牙鲆正常个体与白化个体脂肪酸组成的比较

采用毛细管色谱法对牙鲆Paralichthysolivaceus正常个体和白化个体肌肉、皮肤和肝脏的脂肪酸组成及含量进行了检测。结果表明:两者相对应组织的脂肪酸种类没有区别,但脂肪酸的含量存在若干差异。1)两者肌肉的脂肪酸组成基本相似,特征为多不饱和脂肪酸(PUFA)>饱和脂肪酸(SFA)>单不饱和脂肪酸(MUFA),PUFA以n-3系列为主,但两者肌肉中有13种脂肪酸的含量差异显著(P<0 05),正常个体PUFA含量显著高于白化个体(P<0 05),而MUFA含量显著低于白化个体(P<0 01);2)两者皮肤中有7种脂肪酸的含量差异显著(P<0 05),正常个体SFA含量显著高于白化个体(P<0 01),而PUFA和MUFA的含量,两者差异均不显著(P>0 05);3)两者肝脏中只有3种脂肪酸的含量差异显著(P<0 05);4)正常个体的n-3/n-6比值高于白化个体,尤其在肌肉和肝脏中。     

牙鲆EST资源的SSR信息分析

应用生物信息学方法,对牙鲆EST-SSRs的分布频率及碱基重复特点进行了归纳与分析。结果表明,5 927条牙鲆非冗余EST序列通过在线搜索共检索出471个SSRs,分布于390条EST中,出现频率为7.95%,平均分布距离为7.9 kb。包括了112种重复基元,其中二核苷酸重复基元占主导地位,占总SSR的59.02%。AC是二核苷酸中的优势基元,占二核苷酸重复类型的16.91%。三核苷酸重复基元、四核苷酸重复基元和六核苷酸重复基元分布比较分散,三核苷酸重复基元中GAG数量最多,但仅占三核苷酸重复类型的7.26%。研究结果为牙鲆EST-SSR标记的开发及应用奠定了理论基础。     

牙鲆继饥饿后的摄食和生长的研究

对牙鲆Paralichthys olivaceus（体重5.93 g±1.20 g）继饥饿后的摄食和生长进行了研究。牙鲆饥饿5d（S5）、10 d（S10）和15 d（S15）后恢复喂食20 d,对照组持续喂食20 d,测定恢复喂食期间牙鲆的摄食率（FR）、食物转化效率（FCE）、吸收率（AE）和排粪率（DR）,同时测定饥饿和恢复喂食期间牙鲆的全长、体重、特定生长率（SGR）、比肝重（HSI）、肝胰脏和肌肉中的RNA/DNA。结果表明：恢复喂食过程中,牙鲆的FR先升高后下降,而FCE则均先下降后升高;S5和S10组牙鲆的总吸收率（TAE）高于对照组,而S15组则低于对照组;S5组牙鲆的全长和体重接近对照组,而S10和S15组则不如对照组;饥饿处理组牙鲆的SGR在恢复喂食后先升高后降至对照组水平;饥饿时间越长,牙鲆的HSI越小,在恢复喂食过程中HSI逐渐接近对照组;饥饿时间越长,肝胰脏和肌肉中的RNA/DNA越小,在恢复喂食过程中RNA/DNA迅速升高,接近或超过对照组;在20 d的恢复喂食过程中,S5组出现完全补偿生长,S10和S15组出现部分补偿生长。研究表明,牙鲆在恢复喂食过程中,通过先提高FR后再提高FCE的方式产生补偿生长。     

牙鲆稚鱼对几种化学消毒剂的敏感性研究

研究了6种化学消毒剂对牙鲆Paralichthys olivaceus稚鱼的最低致死浓度范围、死亡速度、半致死浓度（LC50）和安全浓度。牙鲆稚鱼对6种化学消毒剂的敏感性依次为：孔雀石绿＞次氯酸钠＞二氧化氯＞净水剂1号＞硫酸铜合剂＞高锰酸钾。依据本试验结果，作者对牙鲆疾病防治中消毒剂的使用进行了探讨。     

牙鲆对海水中铜的吸收、积累和排放规律

研究了牙鲆Paralichthysolivaceus内脏、肌肉、鳃组织对海水中Cu的吸收、积累和排放规律,以及海水中总有机碳(TOC)浓度和不同种类配体对Cu吸收的影响。试验结果表明,当Cu浓度为0 5mg/L时,各组织内Cu蓄积量随暴露时间的增加而增大,第13d均达到吸收平衡,各组织Cu蓄积量为内脏(971 89mg/kg干重)>肌肉(204 99mg/kg干重)>鳃(90 04mg/kg干重)。试验进行13d后,将牙鲆移入清洁海水中排放,结果表明,随着排放时间的增加,各组织Cu蓄积量下降,第8d接近排放平衡,各组织Cu排出率为肌肉(89%)>鳃(86 5%)>内脏(83 7%)。海水中TOC浓度及不同种类的配体对牙鲆吸收、蓄积Cu有明显影响,当TOC浓度相同时,孔石莼Ulvapertusa分泌物比牙鲆分泌物更能降低Cu的生物有效性;当配体相同时,随着TOC浓度的升高,各组织Cu蓄积量均明显下降,表明海水中TOC能降低Cu的生物有效性;海水中Cu2+的表观络合容量(ACu)随着TOC浓度的增加有明显上升趋势,并与TOC浓度呈线性相关。     

Let-7d在牙鲆变态发育期间的表达及靶基因预测

MicroRNAs(miRNAs)通过抑制编码基因的转录调控关键的生物学进程。研究发现,let-7是时序发育过程中的重要调控因子,在促进幼体向成体转变的发育过程中起着极其重要的作用。利用Solexa测序技术从牙鲆中成功鉴定出let-7家族的10个成员((let-7a,let-7b,let-7c,let-7d,let-7e,let-7f,let-7g,let-7h,let-7i,let-7j)。相对于let-7家族其他成员,let-7d的拷贝数最多,推测其在牙鲆发育过程中扮演着更重要的角色。运用实时荧光定量PCR方法分析let-7d在牙鲆变态发育不同时期的表达,结果发现,在对照组和甲状腺激素处理组,let-7d的表达模式类似:前5个时期(孵化后17 d,17dph;变态Ⅰ期,20 dph;变态Ⅱ期,23 dph;变态Ⅲ期,29 dph;变态Ⅳ期,36dph)表达量逐渐上升;变态晚期(36 dph)达到高峰;变态结束(41 dph)表达量呈现下降的趋势。定量结果显示,甲状腺激素下调let-7d的表达,与对照组呈显著性差异(P<0.05)。对牙鲆不同组织中let-7d的表达情况分析表明,let-7d主要存在于牙鲆的头部(脑,鳃,心脏)。靶基因预测发现,在目前已公布的482条牙鲆mRNA序列中,其中有30条mRNA的3’非翻译区(3’-UTRs)存在let-7d结合位点。这些预测的靶基因涉及到发育过程的许多方面:蛋白折叠,细胞分化,信号转导,病毒免疫反应和信号通路等。这些结果说明,let-7d在调控牙鲆从仔鱼向稚鱼转变的变态发育过程中起着极其重要的作用。