淇河鲫肌肉生长抑制素基因的克隆与表达

肌肉生长抑制素(MSTN)是动物肌肉发育和生长过程中的负调控因子。为了明确淇河鲫MSTN基因序列及其在肌肉生长发育中的调控功能,本研究利用RACE方法克隆淇河鲫MSTN全长c DNA序列,q RT-PCR分析其在不同组织和胚胎发育阶段的表达情况。结果显示,淇河鲫MSTN c DNA序列全长2094 bp(no.KC851952.1),包含86 bp 5′非编码区、880 bp 3′非编码区和1128 bp开放阅读框,编码375个氨基酸残基,前22个氨基酸残基为信号肽,34~256位氨基酸残基为TGF-β前肽域,281~375是TGF-β结构域,具蛋白酶水解位点RIRR和C端生物活性区的9个保守半胱氨酸残基。蛋白同源分析发现淇河鲫MSTN与鲤形目鱼类相似性较高,与哺乳动物和鸟类的相似性最低。系统进化分析显示,淇河鲫MSTN与鲫、鲤、鳡等鲤科鱼类亲缘关系较近。实时定量PCR分析表明,淇河鲫MSTN基因在各个组织中均有表达,脑中表达量最高,其次为肌肉和肝脏,肠道表达量最低。淇河鲫胚胎发育的各阶段MSTN基因均有表达,受精卵表达量最高,其次为囊胚期,神经胚期表达量最低。推测MSTN与淇河鲫肌肉发育生长具有一定的相关性,可能参与"双背鲫"特征的形成。     

九孔鲍MSTN基因cDNA克隆及表达

肌肉生长抑制素(MSTN)是转化生长因子β超家族(TGF-β)中参与动物肌肉生长的重要调控因子。为了解MSTN基因在九孔鲍中的功能,本研究采用c DNA末端快速扩增(RACE)技术从九孔鲍右侧壳肌中获得了MSTN基因c DNA全长,并运用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)技术检测了MSTN在各组织和发育时期的表达水平。结果显示,九孔鲍c DNA全长3 755 bp,其中5′非编码区(5′UTR)324 bp,3′非编码区(3′UTR)1 985 bp,开放阅读框(ORF)1 446 bp,编码481个氨基酸,分子质量为54.96 ku,理论等电点p I为9.41;具有N端信号肽(1~17 aa)、TGF-β前肽区域(157~367 aa)和成熟肽区域(379~481 aa),以及蛋白酶水解位点RRPR(364~368 aa)和C端生物活性区9个保守的半胱氨酸残基,符合TGF-β超家族蛋白典型结构特征,且预测到2个新的蛋白酶水解位点RQRR(120~124 aa)、RYRR(235~239 aa)。系统进化树结果显示,九孔鲍MSTN基因和红鲍MSTN基因聚为一支。q RT-PCR结果表明,九孔鲍MSTN基因在检测的6个组织中均表达,且在足、右侧壳肌、外套膜中高表达,在鳃、性腺、肝脏中低表达;在检测的7个发育时期均表达且在受精卵、原肠胚、稚鲍时期高表达,在卵、4细胞期、8细胞期、幼鲍时期表达量较低。研究表明MSTN基因可能在九孔鲍肌肉生长中具有重要作用。     

银鲫crh基因的克隆、组织表达谱及其对摄食的影响

为研究crh (Corticotropin-releasing hormone)基因对鱼类摄食的调控作用,首次克隆了银鲫(Carassius auratus gibelio) crh基因c DNA全长序列。运用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术检测crh基因m RNA在不同组织的表达及餐前、餐后和禁食对其表达的影响。结果显示,银鲫crh基因的c DNA序列全长为920 bp,其中,5’-UTR为53 bp,3’-UTR为378 bp,开放阅读框(Open reading frame,ORF)为489 bp。推导银鲫crh基因的ORF区编码蛋白由162个氨基酸组成,其中,含有11个氨基酸的保守区,24个氨基酸的信号肽,41个氨基酸的成熟肽。氨基酸序列的多重比较分析显示,银鲫crh基因与金鱼(Carassiusauratus)的同源性为99%,与鲤(Cyprinuscarpio)的同源性为96%。荧光定量PCR表达分析显示,银鲫crh基因在下丘脑中的表达量最高,其次是端脑和心脏。crh基因的表达量在餐前与餐后没有显著变化(P0.05),在禁食第5天、第7天出现极显著降低(P0.01),而在复投喂后第9天、第11天出现极显著升高(P0.01)。以上结果显示,crh基因在银鲫摄食调控方面可能扮演着重要角色。     

岩原鲤MSTN基因克隆及饥饿对MSTN表达的影响

运用同源克隆的方法获得岩原鲤(Procypris rabaudi(Tchang))肌肉生长抑制素(myostatin,MSTN)c DNA全长序列,并通过逆转录PCR(RT-PCR)检测MSTN基因的组织差异性表达以及饥饿胁迫对MSTN基因表达的影响。结果显示,岩原鲤MSTN基因1 547 bp的c DNA序列,编码区为1 128 bp,编码375个氨基酸。PCR检测显示,该基因在肌肉和脑组织中大量表达,在眼、肠、心、鳃、肾和头肾组织中少量表达,在肝胰脏、脾脏组织中未见表达。饥饿再投喂实验表明肌肉组织中MSTN基因表达含量随着饥饿时间的延长逐渐升高,恢复投喂后3d表达含量急剧下降,投饵后6 d升至正常水平。结果表明,MSTN的表达对营养摄入敏感,在饥饿状态下岩原鲤通过上调MSTM表达来抑制肌肉生长,节约能量消耗。     

5种鲤形目鱼的β珠蛋白基因cDNA的克隆

根据β珠蛋白的N末端和C末端氨基酸序列的保守性设计20bp长的简并引物，用RT—PCR方法扩增并克隆了鲤(Cyprinus carpio)、草鱼(Ctenopharyngodon idellus)、鲫(Carassius auratus Linnacus）、泥鳅(Misgurnus anguillicau-datus)、大鳞副泥鳅(Paramisgurnus dabryanus)5种鲤形目鱼的β珠蛋白基因cDNA。结果表明，克隆的5种鲤形目鱼的β珠蛋白基因cDNA全长为441bp。但它们所编码的氨基酸序列却有较大的差异，鲤和泥鳅的序列相似性最高，达97．93％，而泥鳅和大鳞副泥鳅的相似性最小，仅有80．68％，其余的相似性介于二者之间。     

合浦珠母贝BMP7b基因的克隆与表达分析

为了解骨形态发生蛋白(BMP)在贝类生物矿化方面的作用,该研究发现并克隆了合浦珠母贝(Pinctada fucata)BMP7的同源基因BMP7b,并对其进行了组织表达分析。结果显示,该基因c DNA长2 464 bp,其中ORF长1 194 bp,编码397个氨基酸。BMP7b蛋白无跨膜结构,含有1个信号肽(1~26 aa),1个TGF-β前肽结构域(25~240 aa)和1个TGF-β结构域(299~396 aa)。BMP7b在各组织和各胚胎发育时期中均有表达,在鳃和外套膜的表达量高,在肠和肝胰腺的表达量低;在担轮幼虫期的表达量远远高于其他时期。贝壳缺刻实验显示24 h后,BMP7b表达量显著上升。以上结果表明BMP7b可能在合浦珠母贝贝壳形成和修护过程中起重要作用。     

泥鳅肌肉生长抑制素基因片断的克隆及其表达

肌肉生长抑制素（myostatin，MSTN）是动物肌肉生长发育的负调控因子。以泥鳅肌肉cDNA为模板，采用RT-PCR法克隆了泥鳅MSTN基因的主要片段,其长度为815 bp，编码271个氨基酸残基。泥鳅MSTN具有MSTN的共同特征，有蛋白酶水解位点RIRR和保守的半胱氨酸残基。RT-PCR分析表明该基因在肌肉中显著表达，在眼中也有微弱表达，而在其他所检测组织（脑、鳃、心脏、肝脏、肠、精巢、卵巢）未见表达。此结果表明泥鳅MSTN基因除对肌肉生长发育有调控作用以外，还可能在眼的发育中有一定作用     

草鱼小肽转运载体PepT1基因的克隆与表达特征

采用同源克隆和RACE技术克隆草鱼(Ctenopharyngodon idellus)PepT1基因的全长cDNA序列。该cDNA全长为2 762 bp,包含141 bp的5′UTR序列,479 bp的3′UTR序列,2 142 bp开放阅读框,编码713个氨基酸;草鱼与鲫(Carassius auratus)、斑马鱼(Danio rerio)的核苷酸同源性分别为77.6%和74.0%,氨基酸同源性分别为78.0%和76.7%;与其他物种的核苷酸同源性为53.9%～59.1%,而氨基酸的同源性为57.2%～61.8%。经预测,其编码蛋白的分子量为79.29 kD,等电点为5.87,该蛋白具有与哺乳动物十分相似的11个螺旋跨膜结构,跨膜区氨基酸高度保守;系统进化分析表明,草鱼PepT1基因与鲫鱼和斑马鱼的亲缘关系最近;利用Real-time PCR技术检测了该基因的时空表达,结果显示,PepT1在草鱼前肠组织表达量最高,其次是肌肉组织;草鱼出膜7 d后PepT1 mRNA表达量相对稳定;昼夜节律研究发现,肠道PepT1基因夜间的表达量较白天高。本研究旨在为小肽转运载体PepT1介导肠道转运小肽调控草鱼对饲料蛋白消化吸收的分子机理提供理论基础。     

大黄鱼gsdf和amh基因的克隆及表达分析

该研究克隆了大黄鱼(Larimichthys crocea)gsdf(gonadal soma derived factor)和amh(anti-Müllerian hormone)基因的开放阅读框序列并对它们的表达进行分析。大黄鱼gsdf基因c DNA序列开放阅读框长为618 bp,可编码205个氨基酸,含有信号肽和TGF-β结构域。系统进化分析显示,大黄鱼Gsdf与其他鱼类Gsdf聚为一枝,而与TGF-β超家族其他成员分开。Amh基因c DNA序列开放阅读框为1 563 bp,可编码520个氨基酸,含有信号肽、AMH-N区域和TGF-β保守结构域。系统进化分析显示,大黄鱼Amh与舌齿鲈(Dicentrarchus labrax)Amh进化关系最近。荧光定量PCR表达分析显示,gsdf和amh基因主要在大黄鱼性腺表达,在精巢中的表达量显著高于卵巢(P0.05),2个基因都在性腺分化前开始表达,在雄鱼精巢中表达量呈现先升高后下降的趋势,在卵巢的表达量很低。此外,相比于正常雌鱼,gsdf和amh基因在伪雄鱼(遗传性雌鱼)性腺中的表达量显著上调。这些结果表明,gsdf和amh基因在大黄鱼性腺分化过程中起到重要的作用。     

淇河鲫IL-8 cDNA克隆及组织表达分析

IL-8是最早发现的趋化因子,属于CXC亚家族,与鱼类非特异性免疫水平关系密切。实验采用同源克隆和cDNA末端快速扩增(RACE)方法,从淇河鲫总RNA反转录产物中获得了641 bp IL-8cDNA序列,其中包含102 bp的5’非编码区,242 bp的3’非编码区和297 bp的开放阅读框。该基因编码由98个氨基酸残基组成的前体蛋白,前22个氨基酸残基为信号肽。肽链中含有4个保守半胱氨酸,前2个半胱氨酸被1个精氨酸分隔,形成CXC结构。第一个半胱氨酸前缺乏ELR基序,其组成是DPR。由氨基酸同源性分析和进化分析可知,淇河鲫IL-8与鲤、鳙、草鱼、鲢等鲤科鱼类的进化关系较近,与鲤IL-8的同源性最高(94%)。通过实时荧光定量PCR检测,淇河鲫IL-8在被检测的8个组织中都有表达,其中在肌肉中的表达量最高,其次为脾脏、头肾和脑等。研究结果对调控淇河鲫非特异性免疫能力,提高淇河鲫健康养殖水平具有一定参考价值。     

瘤背石磺肌肉生长抑制素基因的克隆及组织表达分析

为探究石磺由海洋向陆地进化过程中肌肉生长和发育的分子机制,实验以石磺科贝类转录组数据为基础,采用RACE方法从瘤背石磺肌肉中首次克隆到MSTN cDNA的全长并做了相应的组织表达分析。结果显示,瘤背石磺MSTN基因cDNA全长2667 bp,包括1650 bp的开放阅读框,374 bp的5′端非翻译区,643 bp的3'端非翻译区,共编码549个氨基酸。预测该基因编码的蛋白质原子总量为8776,分子式为C2774H4331N783O862S26,分子质量约为63.27 ku,理论等电点为6.02,信号肽预测结果显示,N端具有21个氨基酸长度的信号肽。瘤背石磺MSTN具有MSTN的共同特征,包括蛋白酶水解位点RSRR和C端多肽生物活性区以及9个保守的半胱氨酸残基。通过进化树分析,瘤背石磺MSTN与加州海兔MSTN的亲缘关系最近。RT-PCR结果显示,MSTN基因在各个组织中均有表达;含肌纤维组织中的表达量低于内脏器官的表达量,在肝胰腺中的表达量最高,腹足表达量最低。MSTN基因一级结构具有很高的保守性,说明该基因在进化上的限制性和功能的重要性;同时该基因在石磺非肌肉组织中表达,表明该基因不仅有抑制肌肉生长的作用,还参与其他生命活动的调节。     

金鱼线粒体DNA Cyt b基因序列分析及与鲫鱼亲缘关系探讨

通过对金鱼(Carassius auratus var.)的5个代表品种草金(grass goldfish)、红龙睛(red dragoneye goldfish)、鹤顶红(red-head wen goldfish)、水泡(blisters-eyegoldfish)、黑寿(white-head oval goldfish)线粒体DNA细胞色素b基因全序列进行测定,结果发现金鱼Cytb基因全序列1141bp,其中T、C、A、G4种碱基含量分别为29.1%,27.8%,28.4%,14.5%,A T的含量(57.8%)高于C G的含量(42.2%)。草金、红龙睛、鹤顶红、水泡、黑寿Cytb基因全序列一样。结果表明,细胞色素b基因在金鱼种内是相当保守的,草金、红龙睛、鹤顶红、水泡、黑寿起源于同一祖先。将鲫鱼和金鱼线粒体Cytb基因序列比较分析,同源性达97.9%,应该还在同一种的水平上。     

吉富罗非鱼 MSTN 基因结构及其多态性与生长性状的相关性

通过PCR和基因组步移法,从吉富罗非鱼DNA中扩增出肌细胞生长抑制素(MSTN)基因及其5′调控区。该序列全长2413bp,含有3个外显子,2个内含子。5′调控区462bp,外显子Ⅰ379bp,外显子Ⅱ371bp,部分外显子Ⅲ145bp,内含子Ⅰ305bp,内含子Ⅱ751bp,编码区共编码298个氨基酸。5′调控区含有与肌肉特异性基因转录密切相关的转录调控元件E-box以及其他一些转录调控元件,如TATAbox,OCT1,AP1,AP4。通过随机测序法寻找SNPs(Signal nucleotide poly morphisms),获得了3个SNPs,但在群体筛选中,只有内含子Ⅱ内的1个SNPs表现多态性。同时测量了96尾(45♂,51♀)吉富罗非鱼的体质量、体长、体高、体厚,并将这些数据与MSTN基因的SNPs多态性进行相关性分析,研究发现MSTN基因内含子Ⅱ的728nt处G/T多态与吉富罗非鱼体型(体厚/体长、体高/体长)存在显著相关(P0.05)。这些研究结果表明,MSTN基因的SNPs可作为吉富罗非鱼育种的候选分子标记。     

六个鲫鱼品系线粒体Cytb基因PCR-RFLP分析

从6个鲫鱼品系肝组织中提取总DNA,采用特异引物扩增细胞色素b基因。利用5种限制性内切酶(HinfI,HaeIII,MspI,TaqI,HindIII)对细胞色素b基因进行单酶切,结果显示HinfI和MspI2种酶在品系间存在限制性片段长度多态性,同时在红鲫、金鲫这2个品系内也存在限制性片段长度多态性,在6个品系的120个个体中,共检测到4种组合单倍型。经数据统计分析,这6个鲫鱼品系的细胞色素b基因大小基本在1260bp左右,根据限制性片段长度共享度,分别计算出4种单倍型和6个品系的群体遗传距离,并进行聚类分析,结果表明野鲫和黑龙睛的遗传距离为0,高背鲫与彭泽鲫的为0,野鲫与红鲫为0 00039,其次是金鲫,然后是高背鲫、彭泽鲫。     

红螯螯虾冷休克蛋白Y-box编码基因的克隆及表达分析

采用RT-PCR和RACE技术,从红螯螯虾(Cherax quadricarinatus)血细胞中分离到冷休克蛋白Y-box编码基因的cDNA序列。结果显示,冷休克蛋白Y-box编码基因的长度为1 733 bp,其中包括82 bp的5'非翻译区、676 bp的3'非翻译区和975 bp的编码序列,可编码324个氨基酸。理论相对分子质量和等电点分别为35 800和9.81。结构域分析和序列比对显示,红螯螯虾冷休克Y-box蛋白由3部分组成:富含丙氨酸或脯氨酸区域、冷休克结构域和带电荷区域,其中冷休克结构域高度保守。系统进化树分析表明,红螯螯虾冷休克Y-box蛋白与水蚤等节肢动物冷休克Y-box蛋白聚类,且三级结构非常相似。最适温度养殖条件下,冷休克蛋白Y-box的虾组织分布特异性研究表明,红螯螯虾神经组织的冷休克蛋白Y-box转录活性最强,而后依次为肝脏、血淋巴和鳃,在肠和心脏中也有活性,在肌肉组织中转录保持较低水平,揭示神经组织是重要的冷休克Y-box蛋白表达区。     

瘤背石磺肌球蛋白重链(MyHC)基因的克隆与表达分析

肌球蛋白是动物体内重要的功能性马达蛋白,调控机体的信号传导、肌肉收缩和细胞器运动,为探究肌肉在瘤背石磺(Onchidium struma)由海洋向陆地进化过程中发挥作用的分子机制,实验以石磺科4种贝类转录组数据为基础,采用RACE方法从瘤背石磺肌肉中首次克隆到肌球蛋白重链(Myosin heavy chain,MyHC)基因cDNA的全长并进行组织表达分析。研究结果显示,瘤背石磺MyHC基因cDNA全长为7566 bp,包括5895 bp的开放阅读框,228 bp的5'端非翻译区,1443 bp的3'端非翻译区,共编码1964个氨基酸。预测该基因编码的蛋白质由31713个原子组成,分子式为C_(9765)H_(15897)N_(2849)O_(3150)S_(52),分子量约为225.28 kDa,理论等电点为5.56,N端信号肽具有29个氨基酸长度。瘤背石磺MyHC具有2个保守结构域MYSc_class_Ⅱ和Myosin_tail_l,且亲水性氨基酸集中在Myosin_tail_l区。系统进化树分析显示,瘤背石磺MyHC与光滑双脐螺(Biomphalaria glabrata)MyHC的亲缘关系最近。RT-PCR结果显示,MyHC基因在各个组织中均有表达,腹足和背部皮肤表达量最高,腹部皮肤、口球、肺囊中高表达,肝胰腺、蛋白腺、两性腺中微量表达(P0.05)。MyHC基因在瘤背石磺的主要运动器官腹足中高表达,说明肌肉运动对瘤背石磺湿地环境的两栖适应性具有至关重要的作用。实验结果为今后进一步研究瘤背石磺肌球蛋白重链基因进行原核表达及多克隆抗体的制备奠定了良好基础,更为深入探讨海洋无脊椎动物从海洋向陆地进化的研究提供有参考意义的分子依据。     

斑节对虾天门冬氨酸转氨酶基因的克隆及氨氮胁迫条件下的表达分析

为了探索天门冬氨酸转氨酶(AST)在斑节对虾(Penaeus monodon)氨氮(NH3-N)解毒代谢中的作用,该研究利用RACE技术获得了斑节对虾AST基因(PmAST)的cDNA全长序列,进行了相关生物信息学分析,在此基础上采用荧光定量与氨氮胁迫实验的方法研究了PmAST基因在斑节对虾的不同组织以及不同浓度氨氮胁迫过程中差异表达情况。该序列全长1 957 bp,开放阅读框(ORF)为1 242 bp,3'非编码区(UTR)为584 bp,包括含有30个碱基的poly(A)尾,5'非编码区(UTR)为131 bp。ORF可编码413个氨基酸,预测分子量为45.852 kD,理论等电点为8.85。序列含有1个AAT-like超家族结构域、15个磷酸化位点和2个糖基化位点。PmAST的mRNA在斑节对虾各组织中都有表达,在肝胰腺中表达量最高,其次为鳃组织,在胃和脑组织中的表达量最低。96 h氨氮胁迫后荧光定量PCR分析结果表明,PmAST在肝胰腺和鳃组织中都具有不同程度的表达上调,显著高于对照组(P0.05)。研究结果表明斑节对虾的PmAST基因在氨氮胁迫条件下会出现表达上调,并且氨氮浓度越高其上调幅度也越大,所以PmAST参与了斑节对虾的急性氨氮胁迫应答。