罗氏沼虾几丁质酶3B基因的克隆及其在蜕皮周期中的表达

罗氏沼虾的生长发育及繁殖都与蜕皮紧密相关。几丁质酶是甲壳动物在蜕皮过程中最重要的酶之一。本研究对罗氏沼虾蜕皮周期外观特征和腹肢刚毛进行了观察描述,克隆并分析了罗氏沼虾的几丁质酶Ⅲ基因(MrChi3B),制备了几丁质酶Ⅲ蛋白的多克隆抗体,研究了其在蜕皮周期中的表达。罗氏沼虾几丁质酶基因cDNA的开放阅读框为1 143 bp,编码380个氨基酸,大小为41.91 ku。通过氨基酸序列比对发现,MrChi3B与日本沼虾几丁质酶基因(Chi3B)的同源性最高,为94%。MrChi3B含有一个糖苷键水解酶家族18的催化域。实时定量PCR (qRT-PCR)和蛋白印迹法(WB)检测结果显示,MrChi3B在罗氏沼虾多个组织中均有表达,但是不同组织中的表达有差异。在蜕皮期之后,其在胃、表皮和肌肉中的表达量显著上升。在胃中其表达量在蜕皮间期达到最高;在表皮和肌肉中其表达量在蜕皮后期达到最高;肠中的表达量在蜕皮前期和蜕皮期有所上升;眼柄期的表达量在所有蜕皮期都偏低。本研究结果为进一步研究几丁质酶的功能提供参考依据。     

日本沼虾表皮蛋白-5基因全长cDNA克隆及表达分析

为探究甲壳动物表皮蛋白多样性及其功能,根据表皮转录组资料,利用RACE技术扩增得到日本沼虾表皮蛋白-5基因的cDNA全长序列,分析其生物信息学、不同蜕皮时期的表达特征以及KK-42对其表达特征的影响。日本沼虾表皮蛋白-5基因的cDNA全长796bp,开放阅读框477bp,编码158个氨基酸,含RR基序,预测蛋白等电点为4.22,分子量为16.46ku;氨基酸序列比对发现日本沼虾表皮蛋白-5与克氏原螯虾Casp-2相似性最高,为76%,与其他甲壳动物表皮蛋白相似性为41%~53%。实时荧光定量PCR结果显示,日本沼虾表皮蛋白-5基因在3个时期——蜕皮间期、蜕皮前早期和蜕皮前晚期均有表达,其中在脱皮前晚期的相对表达量最高,为蜕皮间期的1400倍,与之有极显著差异(P0.01)。KK-42处理显著上调日本沼虾表皮蛋白-5基因在蜕皮前早期的表达,在处理后3、6h和48h表达量分别是对照组的6.3、4.8和11.4倍。KK-42诱导日本沼虾表皮蛋白-5基因的表达,使峰值前移,这可能是KK-42缩短日本沼虾幼虾蜕皮周期的机制之一。     

虾蟹蜕皮周期分期鉴定技术研究进展

<正>甲壳动物中的虾蟹类主要营水生生活,其中大部分种类具有较高的经济价值^[1]。蜕壳又称蜕皮^[2],包括旧表皮的蜕去和新表皮的形成^[3]。蜕皮作为甲壳动物生长发育的标志性特征,其在整个生活史中具有周期性的动态变化^[4],从上一次蜕皮结束到下一次蜕皮结束的时间为一个蜕皮周期^[5]。阐明虾蟹类的蜕皮周期及各期的特征^[6]是解决虾蟹类水产养殖过程中蜕皮不同步、蜕皮失败等问题的重要理论基础。其中,蜕皮分期鉴定技术是研究蜕皮周期极为重要的技术工具。     

摘除眼柄对河南华溪蟹蜕皮激素与几丁质酶含量和β-NAGase活性的影响

为探索摘除眼柄对河南华溪蟹蜕皮机制的影响,采用灼伤挤压法摘除眼柄后,运用ELISA技术检测了河南华溪蟹血淋巴中蜕皮激素的含量和表皮组织中几丁质酶的含量,同时用比色法测定了表皮中N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶(β-NAGase)的活性。结果显示,摘除眼柄后河南华溪蟹血淋巴中蜕皮激素的含量出现先升高后下降的总趋势,在摘除眼柄96 h时,血淋巴中蜕皮激素含量上升到最大值[♂:(23.25±4.56)ng/L;♀:(35.75±7.15)ng/L]。表皮中几丁质酶的含量在摘除眼柄后亦出现先升高后下降的变化趋势,在摘除眼柄48 h达到最大[♂:(16.29±3.91)ng/L;♀:(30.49±5.28)ng/L],到120 h仍显著高于对照组。表皮中N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶(β-NAGase)的活性在摘除眼柄后持续升高,在144 h时达到最大[♂:(400.44±21.00)U/g;♀:(216.94±23.97)U/g],后逐渐下降,但依旧高于对照组。研究推测,摘除眼柄通过增加蜕皮激素含量、几丁质酶的含量和β-NAGase的活性来促进河南华溪蟹蜕皮。实验将为进一步研究甲壳动物蜕皮生长的调控机制提供新的理论基础。     

甲壳动物蜕皮相关基因的研究进展

<正>世界上甲壳动物的种类多达约2.6万种,其中虾、蟹等甲壳动物营养丰富,味道鲜美,具有很高的经济价值。甲壳动物通过退去旧的外骨骼,长出新的外骨骼来完成自身的生长。甲壳动物的蜕皮由神经、内分泌系统间的协调作用[1],及外源因子的干扰作用等共同决定蜕皮周期的长短,影响生长发育。甲壳动物的蜕皮受Y器官分泌的蜕皮激素和X器官窦腺复合体分泌的蜕皮抑制激素共同作     

斑节对虾Chitinase-2基因的克隆及其在蜕皮和幼体发育过程中的表达分析

研究以斑节对虾(Penaeus monodon)转录组获得的几丁质酶基因(Pm Chi)片段,运用RACE技术克隆了PmChi基因c DNA全长,命名为PmChi-2。PmChi-2基因c DNA全长2 050 bp,其中5'-非编码区(5'-UTR)144 bp、3'-UTR 319 bp和开放阅读框(ORF)1 587 bp,编码528个氨基酸。生物信息学分析显示,PmChi-2与其他甲壳动物Chi-2的相似性为78%~97%。实时荧光定量PCR结果显示,PmChi-2在蜕皮前期(D期)表皮中表达水平最高,在胃、鳃、腹神经节和眼柄中表达水平依次降低,在其他组织(肝胰腺、肠、肌肉、心脏)中几乎不表达。不同蜕皮阶段,PmChi-2在鳃、胃和表皮3种组织中的表达变化模式基本一致,均在蜕皮期(E期)表达量最低,而最高表达量在鳃中出现在蜕皮后期(A期),在胃和表皮中为D期。幼体不同发育阶段分析揭示PmChi-2 mRNA在幼体发育阶段的无节幼体到糠虾幼体第二期表达量维持在一个低水平,在糠虾幼体第三期PmChi-2 mRNA表达水平显著升高,在仔虾期又显著下降,推测PmChi-2 mRNA可能与斑节对虾幼体发育密切相关。研究结果表明PmChi-2基因可能在斑节对虾蜕皮以及幼体的变态发育中发挥重要作用,为深入研究斑节对虾几丁质酶发育调控提供了重要信息。     

KK-42对日本沼虾幼虾蜕皮周期的影响及其可能机制

为了探索KK-42对日本沼虾幼虾蜕皮周期的影响及其可能的机制,以水产基地自行繁殖的2月龄幼虾(体长1.2~2.0 cm)为材料,捕捞后暂养于流水养殖水槽,水温(26±1)°C,每天投喂2次,1周后用于实验研究。用1.95×10–4 mol/L的KK-42溶液(处理组)或不含KK-42溶液(对照组)浸润1 min,取出,一部分用于幼虾生长速率、蜕皮周期的测定;从剩余部分中选择处于蜕皮间期(C)和蜕皮前期(D)的幼虾,Real-time PCR分析表皮几丁质酶1基因(Mnchi-1)的转录水平,同时进行表皮几丁质酶的活力测定。在实验观察期间,KK-42处理组平均体质量均显著高于对照组,体质量增长率的升高出现在处理后的前2周。随着幼虾的生长,蜕皮周期的持续时间均趋于延长,在4个连续测定的蜕皮周期中,KK-42处理能明显缩短前2个周期的时程,分别从(8.70±1.07)、(9.81±0.43)d/周期缩短为(6.93±0.97)、(8.11±1.20)d/周期。KK-42处理可显著上调C期表皮Mnchi-1的表达,在第3、6和9 h,其m RNA水平比对照组高10倍以上,酶活性同比提高2倍以上;KK-42对D期的影响相对较弱,该基因的表达水平及酶活性仅在12 h显著升高。结果表明,KK-42能显著诱导D期、尤其是C期表皮Mnchi-1基因的表达,提高几丁质酶活性,推测幼虾对旧表皮的分解提前至C期,这可能是KK-42缩短幼虾的蜕皮周期、促进其生长的分子机制之一。     

三疣梭子蟹几丁质酶基因的克隆及其在蜕皮过程中的表达分析

为探究几丁质酶基因在三疣梭子蟹蜕皮过程中的生理作用,本研究通过转录组测序和RACE技术克隆了三疣梭子蟹几丁质酶基因（PtChi）cDNA全长（登录号：KF914663）,并通过荧光定量PCR（qRT-PCR）技术研究了该基因在三疣梭子蟹不同组织及不同蜕皮阶段的表达情况。结果表明,(1)PtChi基因cDNA全长2 200 bp,包括5’非编码区（5’-UTR）16 bp、3’-UTR 714 bp和开放阅读框1 470 bp,编码489个氨基酸,预测分子量和等电点为53.97 ku和4.76。(2)BlastP 结果显示,PtChi推导氨基酸序列与已知甲壳动物Chi-3的一致性为61%~96%,系统进化树分析表明PtChi与其他甲壳动物Chi-3聚为一支。(3)qRT-PCR结果显示PtChi基因在C期三疣梭子蟹肝胰腺中表达水平最高,胃、大颚器、心脏和眼柄中PtChi-mRNA表达水平依次降低,在其他组织中PtChi-mRNA表达量最低,且表达水平无显著差异。(4)不同蜕皮阶段,PtChi在肝胰腺、肠、胃和大颚器4种组织中的表达变化模式有所不同,肝胰腺中PtChi-mRNA表达水平在AB期最高,C期最低,暗示PtChi可能参与三疣梭子蟹蜕皮后期对病原体的免疫防御;肠中的PtChi-mRNA表达水平在E期最高,C期最低,推测PtChi参与蜕皮过程中肠道围食膜的分解和免疫功能;胃中PtChi表达水平在C期最高,暗示其参与了食物消化。以上结果表明,本研究克隆的PtChi可能为甲壳动物Chi-3型,其准确生理学功能及其在蜕皮过程中的调控机制有待进一步深入研究。     

日本沼虾蜕皮过程中头胸甲外骨骼超微结构的改变

采用HE染色及石蜡切片的扫描电镜观察方法,描述了日本沼虾(Macrobrachium nipponense)蜕皮间期(C期,intermolt stage)及新旧表皮更替变化剧烈的蜕皮前晚期(D4期,late premolt stage)和蜕皮后期(postmolt stage)A-B期头胸甲外骨骼的形态结构变化特点。结果显示,日本沼虾外骨骼分为上表皮、外表皮、内表皮三层,D4期出现新的上表皮和外表皮,B期出现新内表皮,外表皮强嗜碱性而内表皮弱嗜酸性。扫描电镜观察发现,C期头胸甲内、外表皮均为几丁质-蛋白质纤维构成的平行板层结构且板层内有发达的孔道系统(pore canals,pc),但内外表皮板层间排列紧密程度不同,外表皮板层切面边缘较整齐,结构致密,板层内pc大小均一、近似圆形,内表皮板层切面边缘粗糙,结构较疏松,板层内pc大小不等、多为梭形。在蜕皮前后,新外表皮结构变化显著,与C期相比,D4期新外表皮超微结构与旧内表皮结构相似,而在A期,外表皮超微结构由疏松变为致密,这可能与蜕皮后表皮的钙化相关。本研究旨为阐明沼虾的蜕皮机制提供基础资料。     

在体条件下miR-305-5p对日本沼虾MnCHT3A的靶向调控作用

为了探索miRNA对日本沼虾几丁质酶3A(Macrobrachium nipponense chitinase 3A,MnCHT3A)基因的调控作用,实验采用生物信息学方法预测并筛选与MnCHT3A靶向结合的miRNA—miR-305-5p;利用qRT-PCR、生物化学以及组织学方法,研究了在体条件下,miR-305-5p对靶基因的调控作用。结果显示,一个蜕皮周期中miR-305-5p与MnCHT3A的表达量呈负相关,前者C期最高、A期最低;而MnCHT3A的表达趋势则相反。注射miR-305-5p mimics和miR-305-5p inhibitor后,与对照组相比,MnCHT3A转录水平分别降低60%和升高166%;MnCHT酶活性分别降低39.53%和升高133%。组织学观察发现,C期的头胸甲表皮为3层结构,由外向内依次为上表皮、外表皮和内表皮(H.E染色);几丁质荧光染色结果显示,几丁质分布在内、外表皮;扫描电镜结果清晰显示了内、外表皮的板层结构。与对照组相比,miR-305-5p mimics组内表皮的板层厚度增加,呈蓝色荧光的几丁质条带有增厚趋势;而miR-305-5p inhibitor组表皮结构紊乱,几丁质荧光分布不均且部分区域明显减弱。研究表明,miR-305-5p的靶基因为MnCHT3A,在体条件下,miR-305-5p能够靶向抑制MnCHT3A的转录。