半滑舌鳎白化现象的初步研究

通过建立半滑舌鳎家系对其白化现象进行了初步研究。实验共建立半滑舌鳎家系17个,首先对这17个家系白化率进行了抽样统计和方差分析,并对部分家系的白化个体的眼睛异常率进行了统计;其次,选取其中白化率较高的4个家系,对白化个体和正常个体的生长情况进行了对比;最后,对白化率较高的4个家系白化个体和正常个体的抗鳗弧菌病能力进行了比较。结果发现,不同家系个体白化率有较大的差别,3号家系白化率最高,高达94.50%,15号、33号和37号家系白化率为0.00%;父本为养殖群体的家系的平均白化率最高,为19.68%,父本为野生群体的家系的平均白化率最低,为3.21%,父本为选育群体的平均白化率为7.50%,但3者之间差异不显著(P0.05);3个家系的白化个体眼睛异常率较高,5号家系为48.48%、10号家系为45.83%和12号家系为88.89%。选取4个家系对其白化个体和正常个体的生长情况进行比较发现,同一家系中3~4月龄白化个体在全长、体宽和体质量方面均显著或极显著小于正常个体,但生长至12~13月龄时,这种差异基本不显著,1号和17号家系白化个体的全长、体宽和体质量甚至超过了同家系的正常个体;1号和17号家系白化个体的日增重分别超过了同家系的正常个体。对选取的4个家系的白化个体和正常个体进行鳗弧菌感染实验发现,白化个体的死亡率均低于同家系正常个体,1号和17号家系的白化个体的抗病性相对同家系正常个体较突出,死亡率分别比正常个体低24.92%和20.25%。研究表明,半滑舌鳎野生群体的后代白化率较低,白化现象会伴随一定比例的眼睛异常,白化个体初期生长较慢,后期生长加快,甚至会超过正常个体,并且同一家系中白化个体的抗病性要优于正常个体。     

半滑舌鳎TLR5S 三种剪切型基因的克隆与表达分析

Toll样受体5(Toll-like receptor 5,TLR5)是TLRs家族成员之一,可分为跨膜型TLR5M和鱼类特有的可溶型TLR5S,它们可以识别致病菌表面的鞭毛蛋白并协同作用激活免疫反应。为了研究半滑舌鳎受到病原感染后TLR5S参与免疫反应的作用,本研究使用RACE技术获得了半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)TLR5S全长c DNA序列。TLR5S c DNA有3种剪切型:Cs.TLR5S x1,Cs.TLR5S x2和Cs.TLR5S x3。这3种剪切型的相同区域为308 bp 5′非编码区(5′UTR)和1701 bp开放阅读框(ORF),不同的3′UTR分别为138 bp、364 bp和637 bp。Cs.TLR5S共编码567个氨基酸,预测编码蛋白质分子量为64.03 k D,等电点为8.49。氨基酸多重序列比对结果显示,Cs.TLR5S氨基酸序列与其他脊椎动物TLR5S氨基酸序列具有较高的相似性,其中与牙鲆相似度高达61%,表明Cs.TLR5S在进化上的具有一定的保守性。Real-time PCR结果表明该基因在半滑舌鳎的不同组织均有表达,其中在肝的表达量最高,在脾的表达量最低。此外,检测Cs.TLR5S 3′端的不同剪切型在肝、脾、头肾、小肠中的表达,结果显示Cs.TLR5S x3只在肝中高表达,而Cs.TLR5S x1则在肝和小肠中都有中等程度表达。鳗弧菌(Vibrio anguillarum)感染半滑舌鳎实验表明,注射菌液6 h后,Cs.TLR5S基因在肾、小肠、肝和脾4个组织中的表达量都有显著上升;注射鳗弧菌48 h后,以上4种组织中表达量均呈现降低的变化。上述实验结果说明,Cs.TLR5S基因可能参与了半滑舌鳎抗弧菌感染的免疫反应。     

半滑舌鳎性腺分化的组织学观察

运用组织学方法,对半滑舌鳎性腺的发育和分化过程进行了观察。半滑舌鳎的性腺发育为雌雄异体的分化类型,可以分为3个阶段:性腺的原始阶段、性腺分化前期阶段和性腺分化完成阶段。在50日龄以前,原始性腺形成但未分化。62日龄,个体达到40.5mm时,一种性腺形成了成簇发育的原始细胞群,性腺迅速增大变宽,后来发育成为卵巢;另一种仍处于休止阶段,相对较小,后来发育为精巢。雌鱼在120日龄形成明显的卵巢腔,开始了细胞学的分化;精巢在100日龄精原细胞开始快速增殖,体细胞有丝分裂,形成输精管原基,在150日龄左右开始细胞学的分化,并形成精小叶,190日龄左右出现初级精母细胞,性腺分化基本完成。雌鱼性腺分化时期早于雄鱼。     

半滑舌鳎颗粒酶B基因的克隆和表达分析

颗粒酶(granzyme, Gzm) B是免疫炎症反应必不可少的介质,可激活半胱天冬酶3,进而诱导靶细胞的凋亡。本研究通过PCR扩增和RACE技术获得了半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)颗粒酶B基因(CsGzmBl)的全长cDNA序列,并对其序列特征和表达水平进行了分析。结果显示,CsGzmBl cDNA全长为923 bp,开放阅读框长度为780 bp,编码259个氨基酸(前19个氨基酸残基为信号肽序列),5′非编码区为49 bp,3′非编码区为94 bp。CsGzmBl的基因组结构比较保守,由5个外显子和4个内含子组成。CsGzmBl蛋白包含2个N端糖基化位点、1个催化三联体“His63Asp112Ser207”、1个“PHSRPYMA”结构域及6个保守的半胱氨酸。荧光定量PCR结果显示,CsGzmBl在半滑舌鳎健康成鱼不同组织中均有表达,其中,在脾脏中表达量最高,头肾、中肾、肝脏和鳃中表达量次之,在肌肉中表达量最低。与对照组0 h相比,CsGzmBl在哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)感染后的不同时间点的脾脏、肠、肝脏、皮肤、鳃和肾脏中的表达水平均有不同程度的上调。研究表明,CsGzmBl基因在半滑舌鳎抵御哈维氏弧菌感染过程中发挥重要作用。     

半滑舌鳎RasGRP3基因的克隆和免疫应答分析

RasGRP3(Ras Guanyl nucleotide Releasing Protein 3)是一种鸟苷酸交换蛋白,差异表达的Ras GRP3蛋白在疾病发生和固有免疫中发挥着重要作用。为了探究半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)Ras GRP3基因组成、组织表达及免疫应答特征,根据本实验室半滑舌鳎转录组数据获得的部分Ras GRP3序列,采用RACE(Rapid-Amplification of c DNA Ends)技术,克隆了Ras GRP3基因的全长,将测序结果进行氨基酸序列比对和同源性分析:半滑舌鳎Ras GRP3基因全长2756 bp,ORF(Open Reading Frame)长度为2244 bp,编码747个氨基酸;推导的半滑舌鳎Ras GRP3氨基酸序列与其他鱼类的Ras GRP3氨基酸序列相似性较高,是同源基因。采用q RT-PCR(Quantitative Real-Time PCR)方法对Ras GRP3基因在健康半滑舌鳎13种组织、鳗弧菌(Vibro anguillarum)感染后不同时间点的6种免疫组织及LPS、PGN、WGP和poly I:C 4种病原模拟物处理的半滑舌鳎外周血淋巴细胞不同时间点中的表达特征进行分析:Ras GRP3基因在健康半滑舌鳎13种组织中均有表达,其中在性腺中表达量最高,其次是肝、脑和脾,在血液中表达量最低;Ras GRP3基因在鳗弧菌感染后半滑舌鳎6种免疫组织中都表现出不同的表达趋势,其中肝和鳃中上调趋势明显,6 h比0 h上调表达倍数分别为3倍和30倍,在肠、脾、头肾和血液中6 h都出现了下调表达;Ras GRP3在4种病原模拟物处理的半滑舌鳎外周血淋巴细胞中整体上调表达,在PGN和poly I:C这2种病原模拟物刺激后表达趋势出现明显上调,在PGN刺激后24 h比0 h上调表达倍数为13倍,在poly I:C刺激后6 h比0 h上调表达8倍。结果表明,Ras GRP3基因参与了半滑舌鳎的免疫应答过程,可能在免疫调控中发挥着重要的作用。     

半滑舌鳎Shh基因的克隆与表达及甲基化分析

通过RACE方法获得半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)Hh基因家族的Shh基因,该基因全长1 922 bp,其中5′UTR 266 bp,3′UTR 360 bp,ORF1 296 bp,编码431个氨基酸,经预测该多肽的相对分子质量为47.28 k D,理论等电点6.95,具有Hh基因家族特有的保守结构域。氨基酸序列分析表明,半滑舌鳎Shh与牙鲆的同源性最高,为82%,与其他鱼类同源性为74%~81%,与非洲爪蟾的同源性为61%,与人和鼠的同源性为63%~64%。甲基化结果显示,Shh基因在1龄卵巢中的甲基化程度普遍低于雄鱼与伪雄鱼精巢。基因表达分析显示,Shh基因在胚胎期的囊胚期表达显著高于其它时期(P0.05),在雌雄成鱼8个组织器官均表达,在雌性性腺分化的关键期孵化后50 d,雌性性腺中表达量较前期升高,且显著高于同时期雄性性腺中的表达(P0.05),在雄性性腺分化的关键期80~95 d,Shh基因在雄性中的表达水平显著升高(P0.05),在8月龄、1龄及2龄雌鱼性腺中表达显著高于雄鱼与伪雄鱼。本研究表明,半滑舌鳎Shh基因在进化中高度保守,与胚胎分化、组织器官形成、雌雄性腺分化及性腺发育密切相关。     

半滑舌鳎的性腺分化和温度对性别决定的影响

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevisGünther)是近年来新开发的一种理想的增养殖对象,雌性个体生长速度比雄性快2～3倍。由于温度可影响多种鱼类的性腺分化,因而探索温度对该鱼的性别决定和性腺分化的影响,获得性逆转雄性亲本,用于培育全雌后代,具有重要的应用前景和经济效益。通过石蜡组织切片,对半滑舌鳎早期性腺分化进行组织学观察。发现在24℃饲养条件下,孵化后30 d半滑舌鳎性腺开始分化,其中具有裂隙的性腺原基未来发育为卵巢,而不具裂隙的原基未来发育为精巢。在孵化后25～100 d对半滑舌鳎进行不同温度(16℃、20℃、24℃、28℃、32℃)处理,在9月龄时利用石蜡组织切片鉴定表型性别,观察温度对性腺分化的影响,结果表明,28℃和32℃高温能显著提高群体中的雄性比例,使其分别达到69.2%和66.7%;而低温16℃和20℃对性腺分化影响不大,群体中雄性比例分别为56.5%和57.1%;24℃处理群体中雌雄个体比例接近1∶1。半滑舌鳎雌性特异的遗传性别鉴定技术也检测到高温和低温处理组出现了由基因型雌性向表型雄性逆转的雄性个体。这些结果表明温度影响了半滑舌鳎性腺分化方向。     

半滑舌鳎骨形态发生蛋白4基因的克隆和表达分析

本研究克隆了半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)骨形态发生蛋白4(BMP4)基因的c DNA序列,并分析其在半滑舌鳎成鱼的组织表达分布及其在早期发育阶段的定位和表达变化趋势。结果表明,半滑舌鳎BMP4基因c DNA全长为1680 bp,包括了419 bp的5′非翻译区(5′UTR)、编码403个氨基酸的1212 bp的开放阅读框(ORF)以及49 bp的3′非翻译区(3′UTR)。同源性分析和分子进化聚类分析结果显示,半滑舌鳎与已报道慈鲷科(Cichlidae)各鱼种的同源性最高,并与之共同聚为鱼类BMP4分支。BMP4 m RNA在半滑舌鳎成鱼的13个组织中具有广泛的分布,并在鳃组织中表达量最高,其次在背鳍、软骨等组织具有中等水平的表达。此外,BMP4基因在早期胚胎发育阶段(卵裂期和原肠期)具有极高水平的表达,此后其表达水平逐渐降低;但在后期仔鱼期(孵化后3日龄和4日龄),其表达水平再次升高。整体原位杂交检测结果表明,BMP4 m RNA在早期仔鱼期主要在头部及躯干前部表达;后期仔鱼BMP4基因主要在冠状幼鳍、上下颌及胸鳍处表达;进入稚鱼期后在鳃盖骨及各鳍均有表达。上述研究结果揭示了BMP4在半滑舌鳎早期骨骼发育中的重要作用,为揭示海水硬骨鱼类骨骼发生、发育的调控机制奠定了理论基础。     

半滑舌鳎染色体核型分析

The tonguefish Cynoglossus semilaevis (Giinther) is a rare fish species in Chinese offing, inhabiting in the warm water bottom. The metaphase chromosome preparation of the fries has been got from their fins by hot air drying methods, while the metaphase chromosomes of one year old young fish which has physiologically sex differentiation has teen got from their renal tissues by the method of PHA and colchicine injection. The karyotypes were examined. The result shows that there are 42 acrocentric chromosomes in diploid and their karyotype formula is 2n = 42t, and there existed heterotypic sex chromosome which belongs to ZW/ZZ type. The sex ratio in artificial bred stock is nearly 1 : 1.     

半滑舌鳎生长性状的微卫星标记筛选

结合分离群体标记关联分析法与随机选择群体标记关联分析法,利用69个微卫星位点,检测半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)半同胞家系的极端大群体和极端小群体,筛选出12个与全长、体高、体重显著或极显著相关的微卫星位点。验证群体的平均等位基因数为5.167个,群体平均有效等位基因数为3.319,平均观测杂合度为0.516,期望杂合度0.670,多态信息含量0.621。分析结果显示:在雌性群体中,微卫星位点csou4、cyse123、ghrh-ssr、cyse72、hncyse160与全长显著相关,ghrh-ssr与体高显著相关,csou4、ghrh-ssr、cyse72、hncyse160与体重相关;在雄性群体中,微卫星位点hncyse129、hncyse160、sox9-1与全长相关,csou34、cyse22、cyse123、hncse67、sox9-1与体高显著相关,未发现与体重相关位点。     

半滑舌鳎Dmrt4基因DNA全序列的克隆与表达分析

克隆了半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)Dmrt4基因DNA全序列,得到的序列长度为2271 bp,包含1个内含子,2个外显子,与其他鱼类的同源性在90%以上.Dmrt4基因在雌性和雄性半滑舌鳎的7个组织中都有表达,有差异表达的组织是脑、垂体和性腺,雄性的表达显著高于雌性(P<0.05).高温处理组的伪雄鱼中Dmrt4基因的表达与对照组的雌鱼没有显著差异(P>0.05),但是甲基睾酮处理组的雄鱼和伪雄鱼的表达显著高于对照组的雌鱼和雄鱼(P<0.05).Dmrt4基因的表达在胚胎发育过程中呈现先升高后降低的趋势,在原肠期表达量最高,显著高于其他几个时期(P<0.05),从尾芽形成期开始恢复到多细胞期的表达水平,之后几个时期 Dmrt4基因的表达无显著变化(P>0.05),一直到出膜前保持恒定.研究表明, Dmrt4基因是雄性中优势表达的基因,并且受雄性基激素调节,但并不是性反转的必要因素.这一研究为半滑舌鳎全雌群体的建立提供了分子水平的研究基础.     

半滑舌鳎雌、雄鱼myostatin基因差异表达的初步研究

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)生长具有明显的性别二态性,性成熟雌鱼体重显著高于雄鱼。鱼体肌肉占体重的40%~60%,肌肉生长是生长性状的核心,而myostatin (mstn)基因是肌肉生长发育的负调控因子,对成肌细胞的增殖具有抑制作用。本研究旨在探究肌肉生长发育过程中,mstn基因在半滑舌鳎雌、雄鱼的时空表达模式及其与雌、雄鱼生长差异的关系。结果显示,在所检测的1龄鱼的9个组织中,mstn在肌肉中的表达量最高。不同发育时期的肌肉组织定量结果显示,1龄和2龄雄鱼中的表达量显著高于雌鱼(P<0.05),而在选取的其他时期,雌、雄鱼之间的表达量不存在显著差异。原位杂交结果显示,mstn基因的表达位置在肌纤维边缘,即成肌细胞增殖分化的位置。本文系统研究了肌肉生长发育的负调控因子mstn在半滑舌鳎雌、雄鱼中的时空表达模式,为深入研究半滑舌鳎雌、雄鱼生长差异的原因及其机制提供了基础。     

半滑舌鳎 WT1a 基因的克隆与性别分化期的表达分析

从半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)全基因组序列中获得肿瘤抑制基因 WT1a 的部分序列, 然后利用 RACE 技术克隆了WT1a 基因的全长, 运用组织学方法, 对半滑舌鳎性腺分化早期的组织切片进行了观察, 并分析了该阶段WT1a 的表达特征。克隆结果显示, WT1a 基因cDNA全长为1 886 bp, 开放阅读框(ORF)长为1 470 bp, 编码490个氨基酸, 并且包含 KTS 三肽, 5′-UTR 和3′-UTR 分别长为245 bp 和171 bp。在 ORF 末端发现2个微卫星(SSR)序列和2个跨膜螺旋区域, 而在其他物种中未发现这些区域。氨基酸序列分析显示, WT1a 基因的保守性很高, 与人的同源性高达90%。通过组织切片观察发现, 该批半滑舌鳎在56 d时性腺开始分化, 并且卵巢分化早于精巢。荧光实时定量分析结果显示, WT1a 在半滑舌鳎成鱼性腺中表达量显著高于其他各组织, 在肝、肾、脾、心脏等组织中有微量表达, 并且在成鱼性腺中, 雄鱼表达量显著高于雌鱼, 雌鱼显著高于伪雄鱼。在胚胎发育各时期以及初出膜后WT1a的表达结果显示, 在12 h (原肠早期)显著升高, 20 h (神经胚期)达到最高。在性腺分化早期雌雄性腺中的表达结果显示, WT1a 在雌雄半滑舌鳎16~66 d 的性腺中表达量持续平稳升高, 在性腺分化时期表达量并没有特殊的变化。这些研究结果说明, WT1a 基因是半滑舌鳎性别相关基因, 并在半滑舌鳎的性腺分化、发育过程中持续表达, 但可能对性腺的分化过程并不起决定作用。

     

半滑舌鳎不同家系肌肉中脂肪酸含量的分析

为了研究半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)不同家系肌肉中脂肪酸的组成与含量,并选育出高营养品系的半滑舌鳎家系,用气相色谱法对同一养殖环境中的半滑舌鳎15个不同家系(164个样本)肌肉中的脂肪酸的组成和含量进行了检测和比较分析,同时对高EPA、DHA、EPA+DHA含量的家系进行筛选,并研究了半滑舌鳎性别与EPA、DHA含量的关系。结果表明:(1)15个家系肌肉中脂肪酸种类没有区别,但脂肪酸的组成和含量存在若干差异。其特征均为多不饱和脂肪酸(PUFA)饱和脂肪酸(SFA)单不饱和脂肪酸(MUFA)。PUFA以ω-3系脂肪酸为主,且ω-3系脂肪酸与ω-6系脂肪酸比值达到4.16~5.03,其中的2种重要ω-3系脂肪酸EPA和DHA在15个家系中均具有显著性差异,且DHA含量远大于EPA含量;筛选出了3个高EPA、DHA、EPA+DHA含量家系,分别为F13012、F13023及F13031。(2)EPA的含量与半滑舌鳎性别不具有显著性相关关系。本研究对于选育半滑舌鳎优良品种家系具有重要意义。     

半滑舌鳎 Gadd45g3 基因的克隆与表达分析

生长阻滞和DNA损伤诱生蛋白45(growth arrest and DNA damage inducible protein 45,Gadd45)基因在胚胎发育和性别决定中起重要作用。本研究通过RACE方法在半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)中克隆得到了1个Gadd45g同源基因,命名为Gadd45g3。该基因全长1 147 bp,编码155个氨基酸残基。氨基酸序列分析表明,半滑舌鳎Gadd45g3与其他鱼类Gadd45g-like的同源性为79%~88%,与硬骨鱼和高等脊椎动物的Gadd45g同源性为58%~67%。对多个物种的Gadd45g同源基因的CDS区进行Ka/Ks分析,发现Ka/Ks均小于0.3。FISH结果显示,半滑舌鳎Gadd45g3基因位于常染色体上。实时荧光定量PCR结果显示,Gadd45g3在雌雄成鱼的脑中都有很高的表达,说明其参与了神经发育;在成熟性腺中,Gadd45g3的表达具有精巢特异性,说明Gadd45g3是性别相关基因;而在不同发育时期的性腺中,Gadd45g3的表达量在孵化后20 d的雄性仔鱼中显著高于同龄雌鱼(P0.05),但在孵化后95 d的雌雄仔鱼中均有高表达,说明在半滑舌鳎性别决定和性腺发育中起着重要作用。