雌核发育二倍体鲫鲤及其他倍性鱼cdc2基因cDNA全序列克隆及表达分析

为研究雌核发育二倍体鲫鲤产生二倍体卵子的分子机制,实验采用PCR和cDNA末端快速分离法,克隆获得了雌核发育二倍体鲫鲤第三代(G3)、二倍体红鲫、三倍体湘云鲫和四倍体鲫鲤的细胞周期相关基因——cdc2基因cDNA全序列.结果显示,4种不同倍性鱼cdc2基因均编码含有302个氨基酸蛋白,而且编码的蛋白都含有与其他CDK激酶相当保守的序列PSTAVRE;同源性分析发现,4种鱼cdc2基因编码的氨基酸序列之间的相似度大于97.6％,说明Cdc2蛋白在这4种不同倍性鱼中具有高度保守性.采用实时荧光定量PCR(real-time PCR)对cdc2基因在G3、二倍体红鲫、三倍体湘云鲫及四倍体鲫鲤早期卵巢中的表达进行分析,结果发现,G3cdc2基因比普通二倍体红鲫和三倍体湘云鲫表达要高,比四倍体鲫鲤的表达水平低.该研究从分子水平证明了G3早期性腺中存在着大量的多倍体卵原细胞.同时,研究表明,cdc2基因在雌核发育二倍体鲫鲤早期卵巢的高表达暗示着G3多次进入S期却不经历M期导致二倍体配子的产生.     

蛋白磷酸酶PP-1c在不同倍性鱼6种组织中的分化表达模式

以异源四倍体鲫鲤及其二倍体父/母本(湘江野鲤/红鲫)和子代三倍体湘云鲫等为实验材料，运用Western-blotting技术及荧光免疫组织化学技术等实验手段，分析了PP-1的催化亚基在上述不同倍性鱼体内的表达模式：蛋白水平检测发现PP-1c在不同倍性鱼的大脑、心脏、肌肉、肾脏、肝脏和性腺6种主要器官组织中均有表达，且不同的组织中显示了明显的差异表达模式，而PP-1c在这4种不同鱼的肌肉组织中的表达差异更显著，其中在异源四倍体鲫鲤中表达最低，在父/母本红鲫中的表达水平相对较高，子代三倍体湘云鲫中的表达最高,这种差异性可能从生化的角度说明了子代与父母本之间的变异性。免疫荧光组化实验结果显示，从整体水平来看，4种不同鱼的同一组织中，PP-1c的表达模式是非常相似的，这可能从蛋白和细胞的水平说明了异源四倍体鲫鲤与其二倍体父/母本及子代三倍体湘云鲫之间的遗传相似性。但对于同一组织的不同细胞的具体表达部位是有差异的，具有细胞特异性。     

黑头软口鲦上皮瘤细胞ifn-1基因的表达及抗病毒活性

为了体外表达黑头软口鲦上皮瘤细胞(EPC)I型干扰素(IFN-1),本实验通过RTPCR从EPC中扩增ifn-1基因,构建重组表达质粒pET-32a-IFN-1,并转化到感受态细胞Transetta(DE3),体外纯化后检测其抗病毒活性。结果显示,ifn-1编码区大小为552 bp,编码184个氨基酸,与草鱼干扰素1(CiIFN1)亲缘关系最近。通过SDS-PAGE分析,重组表达质粒pET-32a-IFN-1在宿主菌中可明显表达约35 ku的融合蛋白条带,且部分呈可溶性表达,进而通过亲和纯化可溶性重组IFN-1(rIFN-1),免疫新西兰大白兔获得效价较高的抗IFN-1多克隆抗体,可用于检测细胞内源性的IFN-1。定量PCR显示rIFN-1与EPC细胞孵育可以诱导抗病毒蛋白Mx1的表达,并抑制鲤春病毒血症病毒(SVCV)引起的细胞病变(CPE)及SVCV的复制,表明rIFN-1具有抗病毒活性。     

三倍体湘云鲫鱼生长速度快、个体大!三倍体湘云鲤鱼不生育!

湘云鲫、湘云鲤是以湖南师范大学刘筠院士为首的课题组经过十余年的努力培育出来的三倍体新型鲫鱼、鲤鱼新品种；湘云鲫、湘云鲤是国家“863”重大科技产品，经国家农业部批准向全国推广的优良品种。湘云鲫是目前国内生长速度快、个体最大的优质鲫鱼，比普通鲫鱼生长速度快2～3倍，当年即可育成商品鱼；湘云鲤是国内鲤鱼中不能生育的优质鲤鱼，比普通鲤鱼生长速度快20％～30％。三倍体湘云鲫、湘云鲤具有自身不育、生长速度快、个体大、外形美观、肉味鲜美而细刺少、抗病、耐低温低氧、易捕捞、易垂钓等优良特性，深受全国各地养殖户和消费者喜爱，产品已在全国27省市广为推广，此项成果荣获国家科技进步二等奖。     

不同倍性鲫鲤性腺型芳香化酶cyp19a1a基因cDNA的克隆及表达

为研究性腺型芳香化酶P450aromA(cyp19a1a基因编码)在不同倍性鲫鲤卵巢发育过程中的作用,实验采用同源克隆和cDNA末端快速扩增技术(RACE),获得了二倍体红鲫、三倍体湘云鲫和四倍体鲫鲤的cyp19a1a基因cDNA全长。结果显示,3种鱼cyp19a1a基因均编码517个氨基酸残基,而且编码的蛋白都包含P450aromA特有的跨膜螺旋区、I-螺旋区、Ozol’s肽区、芳香化酶特异保守区以及血红素结合区。采用RT-PCR分析cyp19a1a基因mRNA在3种不同倍性鱼类组织中的表达情况,结果显示,cyp19a1a基因主要在实验鱼的卵巢中表达,其次在精巢、脑、脾脏有少量表达。采用实时荧光定量PCR对cyp19a1a基因mRNA在不同倍性鱼卵巢中的表达进行分析,结果发现,cyp19a1a基因在不同倍性鱼的非繁殖期卵巢的表达都高于繁殖期卵巢,并且在繁殖期和非繁殖期,cyp19a1a基因在三倍体湘云鲫的表达量高于二倍体红鲫和四倍体鲫鲤。采用免疫组织化学方法对CYP19A蛋白在不同倍性鲫鲤卵巢中的定位进行分析,结果发现,CYP19A蛋白主要定位在滤泡细胞、Ⅳ时相卵母细胞的放射膜上以及Ⅱ时相卵母细胞的卵浆中。研究表明,性腺型芳香化酶在不同倍性鲫鲤卵巢发育过程中的表达存在一定的差异性,三倍体鱼cyp19a1a基因mRNA水平表达异常,推测与其不育有关联性。     

草鱼细胞蛋白酶亚基β7与草鱼呼肠孤病毒非结构蛋白NS12相互作用

为研究草鱼I型呼肠孤病毒(grass carp reovirus, GCRV)非结构蛋白NS12的功能,实验利用酵母双杂交实验、GST融合蛋白沉降技术(GST pull-down)和对GCRV感染过表达宿主蛋白酶体亚基β7(proteasome subunit beta type 7, PSMB7)的草鱼卵巢细胞(grass carp ovarian cell,GCO)中ns12转录水平的表达量进行实时荧光定量PCR检测,研究PSMB7和NS12的相互作用。酵母双杂交实验结果表明,PSMB7与GCRV编码的膜相关的非结构蛋白NS12也存在着潜在相互作用。GST-pull-down检测结果证实PSMB7与GCRV编码的膜相关的非结构蛋白NS12存在相互作用;PSMB7过表达能够上调ns12在病毒感染过程中的转录水平表达量;免疫印迹验证NS12对于蛋白降解并不敏感。本实验室先前研究证实PSMB7在病毒感染过程中表达恒定。综上所述,这些结果揭示GCRV NS12与PSMB7存在分子间相互作用,但并没有作为PSMB7的底物。表明其可能竞争性地阻碍蛋白酶体复合物的形成。病毒蛋白干扰蛋白酶体复合物胞内PSMB7的积累可能是其一种针对蛋白酶体介导的先天免疫的免疫逃逸策略。     

草鱼呼肠孤病毒的致病机制及抗病毒新对策

草鱼呼肠孤病毒(Grass carp reovirus,GCRV)引发草鱼病毒性出血病,是危害性最大的草鱼病原体。该病毒基因组由11条双链RNA组成,共编码7种结构蛋白和5种非结构蛋白。报告总结了呼肠孤病毒在基因表达、蛋白质合成、细胞凋亡、细胞融合、细胞膜渗透、干扰素分泌、细胞分裂以及细胞压力小体等方面与宿主细胞相互作用的生物学研究进展;论述了蛋白酶抑制剂、RNA干扰(RNAi)机制、干扰素诱导素、GCRV干扰颗粒及小分子化合物等抗病毒策略的分子作用机制。报告预测基于中草药的免疫增强剂和口服化基因工程抗病毒疫苗将是最容易被市场化的两种绿色抗草鱼出血病药物。     

池塘主养湘云鲫高产试验

湘云鲫原名工程鲫 ,是湖南师范大学经多年研究 ,应用细胞工程和有性杂交相结合的综合生物工程技术 ,培育出来的四倍体鲫鱼 ,同二倍体鲫鱼杂交后 ,所产生的三倍体不育鲫鱼。它具有生长快、抗病强、耐密养、易驯化等优点。 2 0 0 0年我站挑选了湘云鲫为主养鱼种 ,分别用 2口不同条件的池塘 ,进行了高产主养鲫试验示范。经过 2 30多天的饲养 ,湘云鲫从放养时的 2 6ｇ/尾 ,增长了 10 5倍达到 2 72 5ｇ/尾 ,饲料系数为 1 2 2。平均亩产达到10 66 3ｋｇ ,每亩产湘云鲫 793 9ｋｇ ,成活率 96 6% ,各项养殖指标均超过了设计要求。1　材料与方法1 1…     

中华鲟IFN-γ 的免疫调控作用

为了解中华鲟IFN-γ的免疫调控作用,实验通过中华鲟转录组获得IFN-γcDNA序列,构建重组表达质粒pTRI-st-IFNγ,原核表达IFN-γ蛋白,检测其在病毒和细菌感染过程中的免疫调控作用。SDS-PAGE显示,中华鲟IFN-γ重组蛋白大小为19.17 ku,以可溶性表达为主,浓度为0.998 mg/mL;荧光定量PCR显示,IFN-γ蛋白能够诱导中华鲟肾脏细胞中下游相关抗病毒基因Mx、Viperin和CXCL家族中CXCL11-L1、CXCL11-L2表达;与EPC细胞共孵育能够有效抑制鲤春病毒血症病毒(spring viraemia of carp virus,SVCV)引起的细胞病变和增殖,并对SVCV病毒的G、P、N 3个基因表达量呈现出极显著性下调;在体外能够调控抑制嗜水气单胞菌、中间产气单胞菌和维氏气单胞菌并对其生长表现出明显的抑制作用。     

Generation and characterization of aptamers against grass carp reovirus infection for the development of rapid detection assay

Grass carp reovirus (GCRV) causes devastating viral haemorrhagic disease in farmed grass carp (Ctenopharyngon idellus). As novel molecular probes, aptamers have been widely applied in rapid diagnosis and efficient therapies against virus or diseases. In this study, three single‐stranded DNA (ssDNA) aptamers were selected against GCRV‐infected CIK cells via SELEX (systematic evolution of ligands by exponential enrichment technology). Secondary structures predicted by MFOLD indicated that aptamers formed stem‐loop structures, and GVI‐11 had the lowest ΔG value of ?30.84 KJ/mol. Three aptamers could specifically recognize GCRV‐infected CIK cells, with calculated dissociation constants (Kd) of 220.86, 176.63 and 278.66 nM for aptamers GVI‐1, GVI‐7 and GVI‐11, respectively, which indicated that they could serve as specific delivery system for antiviral therapies. The targets of aptamers GVI‐1, GVI‐7 and GVI‐11 on the surface of GCRV‐infected cells could be membrane proteins, which were trypsin‐sensitive. Furthermore, FAM‐labelled aptamer GVI‐7 could be applied to detect GCRV infection in vivo. It is the first time to generate and characterize aptamers against GCRV‐infected cells. These aptamers have great potentials in development of rapid diagnosis technology and antiviral agents against GCRV infection in aquaculture.     

In vivo antiviral efficacy of moroxydine hydrochloride against grass carp reovirus and the drug safety assessment

Our previous studies have verified that moroxydine hydrochloride (Mor) could inhibit replication of grass carp reovirus (GCRV) and suppress apoptosis of Ctenopharyngodon idella kidney cells, but be lack of information whether exists on antiviral activity in vivo. The paper was undertaken to explore the antiviral response of Mor against GCRV in grass carp and investigate the safety of drug for aquatic organisms. The results showed that injection treatment of Mor could more effectively inhibit GCRV replication than immersion administration. All the RNA systheses of vp3 and vp6 on day 7 in head kidney, gill, hepatopancreas and dorsal muscle in the Mor injection group were lesser than 0.07‐fold than that of in control group. And the GCRV‐inducing grass carp mortality was effectively controlled within 7 days post Mor injection therapy. Additionally, the reduction of superoxide dismutase activity, total antioxidant capacity and catalase activity in serum was effectively controlled by Mor. Moreover, drug safety assessment results showed that 500 mg/L of Mor was safe to C. idella, Bacillus subtilis, Chlorella vulgaris and Tetrahymena thermophila, which was far higher than the therapeutic concentration. The present study proved Mor as harmless formulations or products had potential value in the control of GCRV in aquaculture, with the advantage of super in vivo antiviral activity and environmental safety.     

草鱼呼肠孤病毒逆转录环介导等温扩增(RT-LAMP)检测方法的建立

根据草鱼呼肠孤病毒(grass carp reovirus,GCRV)衣壳蛋白VP6编码基因的序列设计特异性引物,以病毒全基因组RNA为模板,通过对反应条件进行优化,建立了GCRV的逆转录环介导等温扩增(RT-LAMP)检测方法。检测结果表明,本方法可在63℃下1 h内实现靶片段的大量扩增,扩增产物经凝胶电泳呈现梯型条带,反应体系中添加SYBR Green I荧光染料后,绿色阳性结果明显区别于橙色阴性结果。该检测体系针对草鱼呼肠孤病毒的检测灵敏度高,其最低检测限为33 pg,与常规RT-PCR方法相比较,灵敏度高10倍,且与斑点叉尾鮰呼肠孤病毒(CCRV)、鲤春病毒血症病毒(SVCV)、锦鲤疱疹病毒(KHV)、大鲵虹彩病毒(GSIV)等无交叉反应。该方法灵敏度及特异性高,且不需昂贵仪器设备,为快速检测草鱼呼肠孤病毒与诊断草鱼出血病提供了简捷快速的技术手段。     

鲤Rhbdd3蛋白的抗病毒功能

Rhbdd3(Rhomboid domain-containing protein 3)蛋白在哺乳动物天然免疫中发挥了重要作用,但水生动物中rhbdd3基因的确定序列及Rhbdd3蛋白的功能均尚未见报道。为研究鲤(Cyprinus carpio)的Rhbdd3蛋白在鱼类细胞中的功能,探讨其过表达对鱼类病毒感染的影响,本研究通过PCR扩增得到了鲤rhbdd3基因的编码序列,并将其克隆至pCI-neo载体上,构建了真核表达质粒pCI-rhbdd3。pCI-rhbdd3转染鲤上皮瘤细胞EPC(epithelioma papulosum cyprinid)和鲑囊胚细胞CHSE-214(chinook salmon embryo)后利用制备的特异性抗体进行Western blot,检测Rhbdd3蛋白的表达情况,并利用CCK-8试剂检测其过表达对细胞增殖的影响。转染后分别进行鲤春病毒血症病毒(SVCV)和传染性胰腺坏死病毒(IPNV)的感染实验,并利用间接免疫荧光、Western blot和RT-qPCR方法检测Rhbdd3过表达对SVCV和IPNV增殖的影响。结果显示,pCI-rhbdd3转染后Rhbdd3蛋白在EPC和CHSE-214细胞中得到了过表达,且Rhbdd3蛋白的过表达能显著抑制SVCV和IPNV的复制,但不影响两种细胞的正常活性。本研究为鱼类广谱抗病毒药物的开发提供了新的实验依据,也为鱼类抗病毒新品种的培育奠定了重要基础。     

黑龙江地区鲤春病毒血症病毒的分离与基因型分析

对2015—2016年黑龙江不同地区的40个养殖场送检的鲤(Cyprinus carpio)进行鲤春病毒血症病毒(spring viremia of carp virus,SVCV)的细胞培养分离、PCR鉴定、病毒滴度测定、病毒表面糖蛋白(glycoprotein,G)氨基酸序列聚类分析及基因分型研究。细胞培养结果显示,来自4个不同养殖场的鲤组织样本能够感染鲤上皮细胞(epithelioma papulosum cyprini,EPC)产生典型细胞病变(cytopathic effect,CPE),收集病毒悬液分别称为Shlj1~Shlj4。PCR鉴定结果表明,该4株病毒均为SVCV。病毒滴度实验测算出SVCV Shlj 1~Shlj 4的滴度分别为10~(6.28)、10~(6.88)、10~(7.57)和106.38 TCID50/mL。Shlj的糖蛋白基因核苷酸序列的聚类分析和遗传进化分析结果显示,Shlj 1~Shlj 4与Gen Bank收录的中国参考株A2、BJ0505-2和美国参考株USA、212364聚为一簇,同源性为98.4%~99.8%;Shlj 1~Shlj 4毒株之间的糖蛋白核苷酸序列相似性在98.6%~99.8%,其中Shlj 3与美国SCVC毒株USA、212364具有最高的核苷酸相似性(99.8%),Shlj 2与英国参考毒株880163具有最低的相似性(88.0%)。糖蛋白氨基酸序列比对结果显示,Shlj4中氨基酸突变最多,与另3个毒株差异较大。基因型分析结果显示,Shlj 1~Shlj 4均为基因Ia型。本研究结果表明,黑龙江地区2015—2016年间的SVCV检出率约为10%,并且来源于不同养殖场的病毒分离株的核酸序列呈现不同程度的差异,该结果进一步证明SVCV毒株在中国不同的鲤养殖环境中正在不断地进化。     

草鱼呼肠孤病毒逆转录环介导等温扩增(RT-LAMP)检测方法的建立

根据草鱼呼肠孤病毒 (grass carp reovirus, GCRV)衣壳蛋白VP6编码基因的序列设计特异性引物, 以病毒全基因组RNA为模板, 通过对反应条件进行优化, 建立了GCRV的逆转录环介导等温扩增(RT-LAMP)检测方法。检测结果表明, 本方法可在63℃下1 h内实现靶片段的大量扩增, 扩增产物经凝胶电泳呈现梯型条带, 反应体系中添加SYBR Green I 荧光染料后, 绿色阳性结果明显区别于橙色阴性结果。该检测体系针对草鱼呼肠孤病毒的检测灵敏度高, 其最低检测限为33 pg, 与常规RT-PCR方法相比较, 灵敏度高10倍, 且与斑点叉尾鮰呼肠孤病毒(CCRV)、鲤春病毒血症病毒(SVCV)、锦鲤疱疹病毒(KHV)、大鲵虹彩病毒(GSIV)等无交叉反应。该方法灵敏度及特异性高, 且不需昂贵仪器设备, 为快速检测草鱼呼肠孤病毒与诊断草鱼出血病提供了简捷快速的技术手段。

     

大黄鱼ATG5基因的分子特征及促进病毒增殖的作用研究

自噬是维持真核细胞稳态的重要过程，在细胞分化、发育、免疫等生理过程中发挥作用。目前，人们对于自噬相关基因（Autophagy related gene，ATG）在鱼类免疫应答中的功能仍知之甚少。本研究从大黄鱼（Larimichthys crocea）中克隆得到了自噬相关基因ATG5（LcATG5），其开放阅读框（ORF）全长828个核苷酸，编码275个氨基酸的蛋白质，预测的分子量为32.3 kD，等电点为5.7。氨基酸序列比对和系统进化分析结果显示，LcATG5与其他物种ATG5之间的序列一致性较高，含有1个高度保守的APG5结构域，并且与棘头梅童鱼（Collichthys lucidus）ATG5的亲缘关系最近。荧光定量PCR结果表明，LcATG5在所检测的11个组织或器官中均有表达，在血液中表达量最高，在脾脏中表达量最低；LcATG5在来源于大黄鱼头肾组织的原代粒细胞、淋巴细胞和巨噬细胞以及细胞系LYCK细胞中也均有表达，在原代粒细胞中表达量相对较高，而在巨噬细胞中相对较低；病毒类似物poly(I:C)刺激后，这4种免疫细胞中LcATG5的表达水平都显著上调，其在LYCK细胞中变化最为显著，刺激后12 h上调了3.93倍。过表达LcATG5的鲤上皮瘤（Epithelioma papulosum cyprinid, EPC）细胞受鲤春病毒血症病毒（Spring Viremia of Carp Virus, SVCV）感染48 h后，细胞病变效应（Cytopathic effects, CPE）明显高于对照组，细胞培养上清中SVCV的滴度为1013.82 TCID50/Ml，高于对照组109.27 TCID50/mL，同时细胞内SVCV标志基因SVCV-G、SVCV-M和SVCV-P的表达量分别上调了13.77倍、15.72倍和11.39倍，表明LcATG5过表达促进了EPC细胞中SVCV病毒增殖，这些结果为深入研究自噬和自噬相关基因在鱼类病毒感染过程中的作用及机制奠定了基础。     

病毒感染过程中青鳉irf2基因过表达的双面性

为了探究干扰素调节因子2 (interferon regulatory factor,IRF2)如何通过调控干扰素(IFN)表达影响鱼类的免疫,实验从青鳉中克隆了irf2 (Olirf2),发现该基因在青鳉各个组织中均有表达;将构建的真核表达载体pTol2/CMV-IRF2/IE1-pr转染到胖头鱥肌肉细胞系(FHM)后,发现瞬时过表达Olirf2能够显著促进鲤春病毒血症病毒(spring viremia of carp virus,SVCV)的复制,并抑制抗病毒相关基因mx1、ifn和irf3的表达。进一步通过双荧光素报告系统发现,Olirf2能够显著抑制NF-κB和ISRE的活性,说明Olirf2可能通过抑制细胞的天然免疫应答进而促进病毒的增殖。然而持续过表达Olirf2则增强了细胞的抗病毒能力,同时促进干扰素相关基因mx1、ifn和irf3的表达。因此,Olirf2基于表达的持续时间不同而具有抗病毒或者促病毒的双面效果。实验通过研究Olirf2在抗病毒信号通路中发挥的作用,为通过基因编辑或者转基因手段来构建抗病毒的鱼类提供了理论基础。