团头鲂铁蛋白基因的克隆及其在嗜水气单胞菌感染下的表达

利用cDNA末端快速扩增法(RACE)克隆团头鲂Megalobrama amblycephala铁蛋白基因c DNA全长序列;同时研究经嗜水气单胞菌Aeromonas hydrophila攻毒后团头鲂肝组织中铁蛋白表达的变化,了解铁蛋白基因在团头鲂免疫应答中的作用。结果表明:团头鲂铁蛋白c DNA全长序列包括150bp的5’末端序列(untranslated region,UTR),270bp的3’UTR,以及522bp编码174个氨基酸的开放阅读框(open reading frame,ORF)。这些氨基酸序列同其他鱼类铁蛋白M链氨基酸序列同源性较高。团头鲂铁蛋白基因在5’非编码区核甘酸序列124~154的位置有个特殊的结构,即铁反应元件(iron response element,IRE)。荧光定量PCR分析表明:铁蛋白基因在团头鲂肌肉、心脏、鳃、肝胰脏、脑和肾脏等组织器官中都有表达,在肝胰脏的表达量最高,脑组织表达量最低。经嗜水气单胞菌急性感染后,团头鲂肝胰脏组织中铁蛋白基因表达量显著上调。上述结果表明:团头鲂铁蛋白M亚基在团头鲂免疫应答过程中起重要作用。     

淇河鲫甘露糖受体基因克隆及嗜水气单胞菌感染对其基因表达的影响

为了解淇河鲫甘露糖受体(mannose receptor,MR)的结构特点及其在抗感染免疫反应中的作用,实验通过同源克隆和RACE技术,获得了淇河鲫甘露糖受体(CaMR)全长c DNA,并采用实时荧光定量PCR(qPCR)技术研究了嗜水气单胞菌感染对CaMR组织表达的影响。结果显示,CaMR c DNA全长4473 bp,5′非编码区81 bp,3′非编码区90 bp,编码一个由1433 aa组成的前体蛋白,其中前20 aa为信号肽。CaMR的氨基酸序列和分子结构与其他物种高度相似:胞外一个富含半胱氨酸的结构域(CRD)、一个纤连蛋白II型结构域(FNIID)及8个串连的C型凝集素样结构域(CTLDs),一个跨膜区和一个很短的胞内区。氨基酸同源性和进化分析显示,CaMR与草鱼、团头鲂、斑马鱼等鲤科鱼类的进化关系较近,与草鱼MR的同源性最高(82.4%)。通过qPCR检测到头肾、脾、心脏、肌肉等10种组织中均有表达,其中头肾表达量最高;嗜水气单胞菌感染后,头肾、脾和心脏MR基因的相对表达量均呈先升后降的趋势,而肠道则呈下降趋势,肌肉的表达量变化不显著。本研究为进一步揭示CaMR在免疫反应中的作用机制及其在淇河鲫疾病防治中的应用奠定了基础。     

嗜水气单胞菌在浸泡感染团头鲂的组织动态分布

利用具有绿色荧光蛋白基因标记的嗜水气单胞菌(WJ-8G FP)对团头鲂(Megalobrama amblycephala)进行浸泡攻毒试验,探究温度对浸泡感染后嗜水气单胞菌在团头鲂各组织分布的影响。实验设立A组(水温25℃),B组(水温32℃),C组(水温25℃),其中C组为对照组。用菌株WJ-8G FP对实验组A、B进行浸泡攻毒,试验组C不进行攻毒处理,攻毒后分别于2 h、4 h、8 h、12 h、24 h采集各组鱼血液、脾、肾、鳃、肠道、肌肉,培养法统计分析各组织器官上的荧光细菌数量。实验结果显示,在各取样时间段实验组A(25℃)和实验组B(32℃)团头鲂各组织在均能检测到荧光嗜水气单胞菌,对照组未检测到嗜水气单胞菌;最高菌量出现在鳃,且鳃上嗜水气单胞菌数量显著大于其他组织(P0.05),其次是脾、肾;组织内的菌量随时间大体呈现先上升后下降的趋势;B实验组中各组织菌量显著大于A实验组(P0.05)。研究结果表明,鳃是嗜水气单胞菌浸泡感染团头鲂的主要组织器官,与25℃相比较,在水温32℃时团头鲂被嗜水气单胞菌感染的风险更高。     

长丰鲫c型溶菌酶基因的克隆及其在细菌感染条件下的表达分析

为了解c型溶菌酶基因与长丰鲫(Chang Feng Carassius auratus)的抗菌效应关系,本研究利用同源克隆方法获得长丰鲫c型溶菌酶基因cDNA全长序列。结果显示:c型溶菌酶基因全长698 bp,包括5'端非翻译区60 bp,3'端非翻译区200 bp,开放阅读框438 bp,编码145个氨基酸。长丰鲫c型溶菌酶基因在肾脏组织中表达量最大,在脾脏、肠道、心脏和脑中大量表达,在肝脏和鳃中表达量相对较低,在皮肤和肌肉中几乎不表达。长丰鲫在感染迟钝爱德华氏菌、嗜水气单胞菌和金黄色葡萄球菌后,在肝脏、肾脏、脾脏和鳃等组织中基因表达量均发生显著变化,出现不同程度的上调。感染迟钝爱德华氏菌后,在脾脏中的上调幅度最大,其次为鳃、肝脏和肾脏;感染嗜水气单胞菌后,在脾脏中上调程度最大,其次是鳃;感染金黄色葡萄球菌后,在脾脏中上调幅度最大。在肝脏和肾脏中,经金黄色葡萄球菌刺激后c型溶菌酶基因的上调幅度最高;在脾脏和鳃中,经嗜水气单胞菌感染后c型溶菌酶基因上调幅度最高。三种刺激后,c型溶菌酶基因升高幅度的不同,说明不同刺激使鱼体组织产生的应激反应能力不同。     

团头鲂NK-lysin基因鉴定和表达分析

为研究抗菌肽NK-LYSIN在团头鲂免疫系统中的可能功能,本实验从团头鲂转录组中钓取到2个NK-lysin基因(nkla和nklb),通过PCR扩增并测序验证其ORF序列。通过荧光定量PCR检测其在健康组织和嗜水气单胞菌感染后免疫组织中的表达,并构建其原核表达体系。结果显示,团头鲂nkla和nklb分别编码122和136个氨基酸,NKLA和NKLB均属于鞘脂激活蛋白样蛋白家族成员,各含有6个高度保守的半胱氨酸及1个Sap B结构域。在健康团头鲂各组织中,nkla在脾脏中表达量极高,在肌肉和血液中表达量极低;而nklb则在肠中表达量较高,在头肾中表达量较低,在其他组织均有表达。nkla和nklb不同的表达模式暗示它们可能存在功能上的分化。经嗜水气单胞菌感染后,团头鲂nkla与nklb表达变化模式相似,头肾中,表达量在4 h时显著下降;肝脏中,表达量在4 h达到最高,而后回落到正常水平;在脾脏和肠中4 h时开始下降,72 h时达到峰值,暗示NK-lysin可能在团头鲂抗嗜水气单胞菌感染过程中发挥重要作用。另外,本实验对nkla和nklb进行了原核表达,为进一步研究NK-lysin的功能奠定了基础。     

日本沼虾血清淀粉样蛋白A(SAA)基因的克隆及其免疫功能

为探索血清淀粉样蛋白A(SAA)在日本沼虾免疫防御系统中的作用,实验利用RACE方法克隆了日本沼虾SAA(MnSAA)基因cDNA全长序列,采用实时荧光定量PCR(QPCR)分析其在日本沼虾不同组织、不同发育时期的表达情况,以及溶壁微球菌、嗜水气单胞菌和白斑综合征病毒(WSSV)感染后MnSAA在血淋巴细胞和肝胰腺中的表达情况,同时还利用RNA干扰(RNAi)技术检测了MnSAA基因沉默后,日本沼虾再感染嗜水气单胞菌后其肝胰腺中激活子蛋白-1(AP-1)和B类清道夫受体(CD36)基因表达变化及虾的累积死亡率变化。结果显示,M n S A A基因c D N A全长649 b p(G e n B a n k登录号:MK292888),包含21 bp 5′非编码区,232 bp 3′非编码区,369 bp开放读码框,编码131个氨基酸残基;氨基酸序列比对及系统进化分析结果显示,MnSAA蛋白属于急性期血清淀粉样蛋白A蛋白(A-SAA),在进化上与无脊椎动物香港牡蛎的亲缘关系最近;mRNA表达分析显示,MnSAA基因在日本沼虾的各组织和各生长阶段均有表达,分别在肝胰腺和成虾阶段中的表达量最高;病原体感染实验表明,在日本沼虾感染溶壁微球菌、嗜水气单胞菌和白斑综合征病毒后12~72 h,其血淋巴和肝胰腺中的MnSAA基因表达量与对照组相比均显著升高;RNAi实验显示,MnSAA基因沉默后,日本沼虾肝胰腺中AP-1和CD36基因分别在其感染嗜水气单胞菌后12~72 h和6~72 h与对照组相比显著下降,日本沼虾累积死亡率在感染嗜水气单胞菌后与对照组相比明显升高。研究表明,MnSAA参与日本沼虾的抗病原体感染的反应,在日本沼虾的免疫防御体系中具有重要的作用。     

嗜水气单胞菌感染对黄鳝hepcidin抗菌肽基因表达的影响

为了研究嗜水气单胞菌对黄鳝hepcidin抗菌肽基因表达的影响,用不同密度嗜水气单胞菌感染健康黄鳝后,采用荧光定量PCR方法分别检测染菌黄鳝肾脏hepcidin抗菌肽基因在感染后24h、48h、72h的表达量。试验结果表明,hepcidin基因在健康黄鳝中就有表达,腹腔注射嗜水气单胞菌后,该基因的表达量明显升高。随着处理时间的延长,处理菌密度较低组(0.5×108 cfu/mL)和较高组(2×108 cfu/mL和4×108 cfu/mL)黄鳝抗菌肽hepcidin基因的表达量都逐渐降低,只有菌密度为1×108cfu/mL时该基因的表达量是随着处理时间的延长而逐渐升高,但升高的幅度逐渐减小。密度为1×108 cfu/mL的嗜水气单胞菌能诱导黄鳝hepcidin抗菌肽基因表达量逐渐增加。     

斑点叉尾鮰TLR20和TLR21基因在不同细菌和病毒 感染后的表达特征

应用实时荧光定量PCR技术，检测了TLR20和TLR21基因在斑点叉尾鲴Ictalurus punctatus感染迟钝爱德华氏菌Edwardsiella tarda、链球菌Streptococcus iniae、嗜水气单胞菌Aeromonas hydrophila和斑点又尾鲴呼肠孤病毒（Channel Catfish Hemorrhage Reovirus，CCRV）后，在0、12、24、48、72h、7d，肝脏、头肾、脾脏、肠中的时空表达特征。结果显示，4种病原均能引起斑点叉尾鲴TLR20、TLR21基因在所测免疫相关组织中表达量的变化，但呈现出不同的表达模式：感染嗜水气单胞菌后这两种基因的表达差异巨大，而TLR21基因的表达变化不大，在肝脏和头肾中表达量仅在3倍以内变化。感染爱德华氏茵后，TLR20、TLR21两种基因的表达模式类似，在肝脏中表达量显著上调。链球菌引起肝脏TLR20表达量发生4360倍的变化，远远高于TLR21基因在同组织中的表达量（257．8倍）。斑点叉尾鲴呼肠孤病毒感染引起TLR20、TLR21两种基因在肝脏、头肾的上调表达，肠、脾脏的下调表达。以上结果表明了TLR20、TLR21在斑点叉尾鲴天然免疫应答中起重要作用，为研究鱼类疾病防御机制提供了理论参考。     

草鱼miR-23a在嗜水气单胞菌感染过程中的调控机制

为探索嗜水气单胞菌感染后草鱼肾脏细胞(Ctenopharyngodon idella kidney, CIK)中miR-23a的调控机制,实验通过实时荧光定量PCR (qPCR)测定了嗜水气单胞菌感染CIK细胞后miR-23a的表达量变化,使用RNAhybrid软件预测miR-23a的靶基因并用双萤光素酶报告基因检测系统进行鉴定,最后分析miR-23a对靶基因及下游基因的调控作用。研究发现,在嗜水气单胞菌感染CIK细胞不同时间点,miR-23a表达量产生显著变化;双荧光素酶报告基因实验和miRNA-23a模拟物/抑制剂转染实验对靶基因反向调控,鉴定出tbk1和glut1是miR-23a靶基因;过表达miR-23a抑制了下游基因ldha、 ldhba、 pdha1a和pdha1b的表达水平。实验结果揭示,miR-23a参与调控嗜水气单胞菌感染后CIK细胞中的免疫应答。tbk1和glut1是miR-23a靶基因,miR-23a能够靶向glut1影响下游基因的表达。以上结果为miR-23a在硬骨鱼类中免疫反应调控研究方面提供了的重要思路,同时为进一步了解miRNA介导多个靶基因调节鱼类先天性...     

斑点叉尾TLR5和TLR5S基因在不同病原诱导下的表达特征

分别用迟钝爱德华氏菌Edwardsiella tarda、嗜水气单胞菌Aeromonas hydrophila、链球菌Streptococcus iniae和斑点叉尾(鱼回)呼肠孤病毒(channel catfish hemorrhage reovirus,CCRV)对斑点叉尾(鱼回)Ictalurus punctatus进行感染实验,取感染后0h、12h、24h、48h、72h和7d的头肾、肠、肝脏和脾脏,采用实时定量PCR方法检测了TLR5和TLR5S基因在这4种免疫相关组织中的时空表达特征,探讨它们与斑点叉尾(鱼回)先天免疫反应的关系.结果表明,链球菌和迟钝爱德华氏菌能够引起TLR5和TLR5S强烈的上调表达,其中以感染链球菌12h后TLR5S在头肾中的表达上调量最为显著,与对照组相比提高了132倍(P＜0.01).在感染嗜水气单胞菌后的24h内TLR5和TLR5S基因的表达量上升,但随后却显示出了明显的下调趋势,而斑点叉尾(鱼回)呼肠孤病毒在TLR5和TLR5S基因表达中起到了明显的抑制作用,于大部分组织中表达下调.在感染12h的脾脏中,TLR5基因的表达量仅为对照组的0.017倍(P＜0.01),而TLR5S基因表达量达到最低,仅为对照组的0.01倍(P＜0.01).从不同的组织来看,TLR5在肠中的表达上调幅度最大,而TLR5S在头肾中的表达增幅最明显,如感染链球菌和迟钝爱德华氏菌12h后,TLR5在肠中的表达量分别增加了50.4倍(P＜0.01)和14.8倍(P＜0.01),TLR5S在头肾中的表达量分别上升了52.8倍(P＜0.01)和132倍(P＜0.01).以上结果进一步证明了TLR5和TLR5S基因在斑点叉尾(鱼回)先天免疫反应过程中发挥着非常重要的作用,同时在抗病原侵袭过程中表现出了一定的组织特异性和病原特异性.     

团头鲂促肾上腺皮质激素释放激素受体基因序列特征及表达分析

促肾上腺皮质激素释放激素受体(corticotropin-releasing hormone receptor,CRHR)是鱼类下丘脑–垂体–头肾调控轴上的重要应激调节因子。本研究通过c DNA末端快速扩增(RACE)技术成功克隆出团头鲂(Megalobrama amblycephala)CRHR1 m RNA全长序列,应用生物信息学方法对其序列特征进行解析;同时采用荧光定量PCR技术分析了团头鲂CRHR1的组织分布图谱及外源性皮质醇注射模拟应激处理下团头鲂CRHR1 m RNA的表达变化。研究结果表明,CRHR1 m RNA序列开放阅读框(open reading frame,ORF)为1290 bp,编码429个氨基酸。团头鲂CRHR1氨基酸序列与鲤科鱼类的CRHR1氨基酸序列同源性最高;该受体具有7次横跨膜结构和氨基端激素受体结构域。CRHR1在垂体中表达量最高,其次为下丘脑,在心脏、肝、脾等组织中表达丰度较低。经外源性皮质醇注射后,实验组血糖和血清皮质醇显著高于对照组,在处理2 h后达到峰值;实验组血清ACTH水平与对照组差异总体不显著,但呈现先升高后下降。应激处理后,CRHR1转录水平在4种组织中的表达变化存在差异;垂体中CRHR1在早期出现明显的表达抑制,在下丘脑中则呈现先缓慢升高后缓慢下降的趋势,而心脏和头肾中CRHR1在早期则表现出表达迅速上调而后缓慢下降的趋势。本研究进一步丰富了CRHR在鱼类研究方面的基础资料,为鱼类应激调控提供了理论基础。     

耐喹诺酮类抗生素的鱼源嗜水气单胞菌中内生质粒pAhW39的克隆及功能

为探究嗜水气单胞菌中内生质粒与菌株对喹诺酮类抗生素耐药表型的关系,实验克隆并分析了分离自湖北仙桃某渔场患病团头鲂的对喹诺酮类抗生素耐药的嗜水气单胞菌W39菌株中的质粒pAhW39。测序结果显示,质粒pAhW39的大小为6 739 bp,GC含量为46.13%,低于目前已公布的嗜水气单胞菌染色体DNA的GC含量(60.1%～62.0%),表明该质粒可能是通过水平转移而获得;含有4个预测的开放阅读框(ORF),即nspV、nspV-like、repB和qnrS2,分别负责编码Ⅱ型核酸内切酶NspV和NspV-like、复制蛋白RepB和喹诺酮类耐药蛋白QnrS2。在无抗生素压力条件下,质粒pAhW39的稳定性较高,不容易丢失。通过微量肉汤稀释法检测菌株耐药性发现,与质粒pAhW39消失株(W39-C)相比,喹诺酮类的萘啶酸和环丙沙星对W39菌株的最小抑菌浓度分别升高16倍和8倍,表明载有qnrS2的pAhW39介导了W39菌株对喹诺酮类药物的耐药表型。比较基因组分析发现,pAhW39与分离自美国马里兰州某医院管道废水的气单胞菌ASNIH2菌株中的质粒pAER-e58e相似度极高,碱基一致性高达99.9%,表明pAhW39(或pAERe58e)传播具有广泛性和稳定性,同时提醒我们质粒介导的喹诺酮类抗生素耐药在鱼源气单胞菌中的存在,可能会导致喹诺酮类抗生素耐药表型在水产养殖上快速而广泛地传播。     

团头鲂肠黏膜益生乳酸菌的分离及体外抗逆性研究

从团头鲂肠黏膜上分离筛选出2株对嗜水气单胞菌有较强的抑制作用的乳酸菌菌株JK-1和JK-2,通过耐受胆盐、耐受pH值、耐受蛋白酶和耐高温等试验对这2株乳酸菌进行体外抗逆性试验研究.其中在胆盐耐受性试验中,JK-1和JK-2在胆盐浓度0.4%、培养4 h时仍有35%以上的存活率;在pH值耐受性试验时,2株乳酸菌均可在一定的酸性和碱性条件下存活;胰蛋白酶对2株菌的存活率没有影响;在70 ℃的高温中,2株乳酸菌均有一定的耐受性.     

1株嗜水气单胞菌的拮抗菌鉴定及其特性研究

从池塘养殖的团头鲂(Megalobrama amblycephala)肠道中分离筛选出15株嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)拮抗菌,其中菌株S24在平板贴片试验中对供试的嗜水气单胞菌菌株具有稳定和较高的拮抗作用。综合形态学观察、生理生化指标检测及分子序列(16S rDNA,gyrB)分析,将菌株S24确定为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。拮抗菌S24和嗜水气单胞菌(菌株43)的共凝集率为(36.0%±4.3%)。共培养试验可见拮抗菌S24能明显抑制嗜水气单胞菌43的增殖;共培养18 h时,嗜水气单胞菌43的细胞数量达到最低。试验结果表明,拮抗菌株S24适宜作为潜在防治嗜水气单胞菌病的益生菌。     

Molecular cloning of sea perch (Lateolabrax japonicus) TLR1 and analysis of its expression pattern after stimulation with various bacteria

Toll‐like receptors (TLRs) play an indispensable role in fish immunity, being involved in pathogen recognition and the triggering of immune reactions. Here, a member of the TLR family, TLR1, from Lateolabrax japonicus was characterized and its expression pattern and intracellular localization were analysed. The full‐length LjTLR1 cDNA (2,755 bp) was found to encode a polypeptide of 827 amino acids. The deduced amino acid sequence contained three main structural domains: an extracellular leucine‐rich repeat domain, a transmembrane domain and a Toll/IL‐1 receptor domain. Tissue distribution analysis indicated that LjTLR1 was expressed in all of the examined tissues to varying degrees, with the highest levels being measured in the head kidney. In order to assess the antibacterial functions of LjTLR1 during infection, the pathogenic bacteria Vibrio harveyi and Streptococcus agalactiae were used. LjTLR1 was significantly upregulated in the three immune organs (the head kidney, spleen and liver) following bacterial stimulation, and its expression was detected 6 hr after initial exposure. In mRNA in situ hybridization experiments, positive signals were more numerous in the treatment group than the control group, verifying the expression patterns observed. Assessment of the intracellular localization of LjTLR1 revealed it to be present in the cytoplasm. These results indicate the potential role of LjTLR1 in immune responses to bacterial infection. This study enriches our knowledge of L. japonicus immune genes and provides a theoretical basis for further research concerning the antibacterial functions of fish TLRs during infection.     

斑点叉尾鮰TICAM在细菌和病毒感染后的基因表达特征

采用实时定量RT-PCR方法研究斑点叉尾在不同病原(链球菌、嗜水气单胞菌、迟钝爱德华菌、斑点叉尾病毒)感染后TICAM基因在mRNA水平的组织和时空表达特征。感染嗜水气单胞菌可引起TICAM基因在肝脏和脾脏中的上调表达,在注射后24h和12h后上调最大分别为2.3倍和1.9倍;而在头肾和后肠中的表达则下调到感染后48h的0.15倍和24h的0.53倍;感染链球菌后则导致在肝脏、脾脏、后肠和头肾中TICAM基因表达的强烈上调,最大上调幅度为感染后7d肝脏中表达提高了23倍,其次,在脾脏和头肾中基因表达最大可上调到感染前的10倍左右;在感染迟钝爱德华菌后,TICAM基因在肝脏、脾脏、后肠和头肾中表达上调。其中,感染后7d脾脏中的表达提高到感染前的23.1倍。而感染叉尾病毒后,TICAM基因在肝脏、头肾和后肠的表达上调但幅度不大,基因表达在4种组织内表达变化量在1.5～3.7倍范围内波动,而在脾脏中TICAM表达下调,在感染24h后达到最低为感染前的0.13倍。以上实验结果显示,斑点叉尾TICAM基因表达变化与病原感染密切相关,暗示TICAM基因在斑点叉尾天然免疫中起重要作用。     

团头鲂黑素皮质素3型受体基因克隆及表达分析

黑素皮质素3型受体(MC3R)系统与动物摄食行为以及能量调控密切相关。为丰富鱼类MC3R相关基础研究,探索鱼类摄食行为与能量调控机制,本研究克隆了团头鲂(Megalobrama amblycephala)mc3r基因,采用分子生物信息学和相对荧光定量PCR方法分别对氨基酸序列保守结构域、组织表达分布和禁食条件下的表达变化等开展分析研究。结果显示,团头鲂mc3r基因编码区全长984 bp,编码327个氨基酸,与现有报道的MC3R氨基酸序列高度相似,具有典型的7次跨膜结构域。组织表达图谱分析表明,mc3rmRNA在下丘脑、垂体、肝脏和卵巢有相对较高的表达。禁食试验结果显示,下丘脑和垂体中的转录变化与周期性摄食信号相关,其中下丘脑mc3r mRNA在禁食72 h和14 d的表达显著上调(P0.05),垂体mc3r mRNA在禁食72 h和禁食72 h后恢复投喂6 h表达量显著升高(P0.05),而肝脏中mc3r mRNA在禁食48 h和14 d的表达量显著上调(P0.05)。此外,对血液皮质醇和血糖的监测结果显示,两者均在禁食14 d有显著变化,其中皮质醇水平显著高于对照组(P0.05),而血糖水平显著低于对照组(P0.05)。综合本研究结果表明,MC3R在鲤科鱼类中具有高度相似的氨基酸序列和结构域;在组织中的转录表达变化与食物摄取有明显相关性,对调控鱼体摄食行为和能量代谢具有重要作用。