脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda) 2-巨球蛋白cDNA全长的克隆和表达分析

根据本实验室前期获得的脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda) α2-巨球蛋白基因EST序列,采用cDNA末端快速扩增(Rapid amplification of cDNA end, RACE)技术克隆获得脊尾白虾α2-巨球蛋白基因cDNA全长,命名为Ecα2M基因。该基因全长4823 bp,由4413 bp的开放阅读框、64 bp的5?端非编码区以及346 bp的3?端非编码区组成。开放阅读框编码1470个氨基酸,分子量为163.0 kDa,理论等电点为5.03。序列分析显示,Ecα2M序列N端含有23个氨基酸组成的信号肽。同源性分析显示,脊尾白虾Ecα2M氨基酸序列与罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii) α2M的同源性最高,达到80%。荧光定量PCR分析结果显示,Ecα2M基因在血细胞、肝胰腺、肌肉、鳃、卵巢、眼柄、胃及肠中均有表达,其中在血细胞中的相对表达量最高。感染鳗弧菌和WSSV后,脊尾白虾血细胞中Ecα2M的相对表达量于6 h达到最大值且显著高于对照组(P<0.05),肝胰腺中Ecα2M的相对表达量于3 h达到最大值且显著高于对照组(P<0.05),相对表达量变化具有明显的时间差异性。     

脊尾白虾14-3-3 基因cDNA 全长的克隆和表达分析

利用本实验室构建的脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)血细胞cDNA文库中脊尾白虾14-3-3巨球蛋白基因EST序列,采用cDNA末端快速扩增(RACE)技术,克隆获得脊尾白虾14-3-3基因c DNA全长,命名为Ec14-3-3。该基因全长2905 bp,包含744 bp的开放阅读框,编码247个氨基酸组成的蛋白质,分子量为27.95 kD,理论等电点为4.65。同源性分析表明,脊尾白虾Ec14-3-3氨基酸序列与斑节对虾(Penaeus monodon)14-3-3的同源性最高,达到98%。荧光定量PCR分析结果表明,Ec14-3-3基因在血细胞、卵巢、肝胰腺等组织中均有表达,其中血细胞中Ec14-3-3相对表达量最高。感染鳗弧菌和WSSV后6 h,脊尾白虾血细胞和肝胰腺中Ec14-3-3基因的表达量较对照组均显著增加(P0.05),且具有明显的时间差异性。本研究结果表明,Ec14-3-3基因在脊尾白虾免疫反应中发挥重要作用。     

脊尾白虾血蓝蛋白基因cDNA的克隆与表达分析

应用RACE技术克隆了脊尾白虾血蓝蛋白基因全长cDNA序列,并对该序列进行了分析.结果显示,该基因全长2 158 bp,开放式阅读框长1 992 bp,5’非编码区长26 bp,3’非编码区长140 bp,将该基因命名为EcHc.EcHc编码663个氨基酸,前15个氨基酸组成信号肽,推测成熟肽的分子量为75.05kDa.Blast比对结果显示,由脊尾白虾血蓝蛋白cDNA序列推导的氨基酸序列与日本沼虾、信号小龙虾血蓝蛋白氨基酸序列的同源性分别为86％、68％,由此推断该cDNA序列可能属于血蓝蛋白家族.利用Real-time PCR方法,分别研究了鳗孤菌和白斑综合征病毒(WSSV)感染脊尾白虾后,肝胰腺组织中EcHc基因在不同时间点的表达变化.实验结果表明,细菌或病毒感染后,EcHc基因在肝胰腺组织中的表达量显著增加,且均在感染后6h达到最高值,揭示脊尾白虾血蓝蛋白基因EcHc在脊尾白虾的免疫防御中具有重要作用.     

脊尾白虾隐花色素基因cry1的克隆及其功能分析

为探究隐花色素基因(cryptochrome,cry)在甲壳类中的节律调节功能,本研究根据脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)转录组序列,利用RACE技术获得了脊尾白虾cry1基因cDNA序列全长并对其进行功能分析。脊尾白虾cry1基因全长2190bp,开放阅读框1845bp,5’端非编码区为241bp,3’端非编码区为104bp,共翻译出614个氨基酸,预测蛋白质的分子质量为70.5kDa,理论等电点为5.09。同源性分析显示,脊尾白虾cry1基因与凡纳滨对虾(Litopenaeus vannameiS)的同源性最高,为71.6％。荧光定量分析结果表明,脊尾白虾cry1基因在眼柄、鳃、心脏、胃、肝胰腺、性腺、肌肉、肠道和腹索神经中均有表达,其中眼柄的表达量最高,性腺和心脏次之；不同时段的表达结果表明,其表达量在日节律(24h)中表现出先下降再上升的趋势。不同光色条件下RNA干扰(RNA interference,SRNAi)结果显示,注射后3~6h蓝光光照下脊尾白虾cry1基因的表达量显著高于白光光照,9~24h蓝色和白色光照下的表达量无显著差异,而RNA干扰组的表达量显著低于对照组,此结果显示cry1基因可能主要响应蓝光周期节律。目前对甲壳类生物钟的研究较少,该研究为深入探究甲壳类生物钟基因的调控机制提供帮助。     

脊尾白虾丝氨酸羟甲基转移酶基因的克隆及其表达特征分析

本研究根据脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)转录组序列，采用cDNA末端快速扩增技术克隆获得了脊尾白虾丝氨酸羟甲基转移酶基因(SHMT)。该基因cDNA全长为1855 bp，其中，开放阅读框为1407 bp，5?端非编码区为39 bp，3?端非编码区为409 bp，共编码468个氨基酸，预测蛋白质的分子质量为152.55 kDa，理论等电点为4.90。同源性分析显示，脊尾白虾SHMT基因与甲壳类动物真宽水蚤(Eurytemora affinis)同源性最高，为96%。荧光定量分析结果显示，SHMT基因在脊尾白虾眼柄、胃、肝胰腺、心脏、鳃、肠、肌肉、腹索神经、皮下脂肪以及卵巢中均有表达，其中，卵巢表达量最高，心脏次之。不同浓度Cd2+胁迫结果显示，其在低浓度(0.0100、0.0175和0.021 mmol/L) Cd2+胁迫中的表达模式基本一致，呈先升高后下降再升高再下降的趋势；而在高浓度(0.0278 mmol/L) Cd2+胁迫中，该基因表达量很低，甚至不表达，说明高浓度Cd2+胁迫可以抑制该基因的表达，具体机制有待进一步研究。     

三角帆蚌alpha-2巨球蛋白cDNA全长的克隆及表达特征

alpha-2巨球蛋白是河蚌体内重要的天然免疫因子,参与广泛的免疫防御和调节.通过RACE法克隆了三角帆蚌α2M全长cDNA序列,提交Genbank,获得核苷酸序列登陆号:DQ 993157.1.同时,采用生物信息学方法对alpha-2巨球蛋白进行了系统分析.该基因cDNA全长5 124 bp,其中编码区4 836 bp,5'端非编码区35 bp,3'端非编码区为253 bp(含polyA尾31 bp),该基因能编码1 611个氨基酸,其中前23个氨基酸残基为信号肽序列,成熟蛋白分子量为177 571.8 u,等电点为5.49.蛋白的不稳定系数为39.53,表明该蛋白是稳定的.在此基础上,以18 S作为内标,利用半定量RT-PCR法检测α2M基因在三角帆蚌不同组织和不同生理状态下的表达情况.结果表明,alpha-2巨球蛋白仅在血细胞中有表达,而在外套膜、闭壳肌、肠和性腺中没有表达.经注射大肠杆菌和嗜水气单胞菌12 h后,三角帆蚌体内α2M的表达水平都有一定量的升高,证明α2M是三角帆蚌基础免疫系统中的组成部分.本研究丰富了软体动物免疫学研究内容,为三角帆蚌抗病机理提供理论资料.     

脊尾白虾热休克蛋白HSP70基因的克隆及其表达分析

克隆了脊尾白虾热休克蛋白基因全长cDNA,并进行了序列分析。该基因由2 250 bp的碱基组成,开放阅读框长1 959 bp,编码由652个氨基酸组成的蛋白,基因两翼分别存在83 bp(5′端)和208 bp(3′端)的非翻译区,将该基因命名为Ec-HSP70。与其它物种HSP70s氨基酸序列进行同源性比较发现,与甲壳动物的同源性都在90%以上,表明该蛋白属于热休克蛋白HSP70家族。聚类分析表明,脊尾白虾热休克蛋白氨基酸序列与中国明对虾和凡纳滨对虾紧密聚为一支,之后聚类顺序依次为斑节对虾、日本囊对虾、刀额新对虾等。通过荧光定量RT-PCR对该基因在肝胰腺、肌肉的表达分析表明,温度、pH和氨氮胁迫都可以引起该基因的高表达,而且肝胰腺中的高表达时间相对肌肉中出现的较早。试验结果表明,温度、pH和氨氮胁迫对脊尾白虾HSP70基因表达有一定的诱导效果,但胁迫的时间过长则抑制其表达,肝胰腺对胁迫比肌肉较敏感。     

脊尾白虾Strawberry Notch1基因的克隆及免疫功能

为探究strawberry Notch1基因(SBNO1)在甲壳动物中的免疫功能,本文对脊尾白虾SBNO1的cDNA序列全长、系统进化、组织分布以及副溶血弧菌感染后SBNO1和Notch信号通路中相关基因表征进行了研究。结果显示,脊尾白虾SBNO1 cDNA序列全长4353 bp,共编码1380个氨基酸,预测相对分子量158.91 kDa,理论等电点4.81。qPCR分析显示,脊尾白虾SBNO1在各组织中均有表达,其中在肝胰腺里表达量最高,性腺次之。利用RNAi干扰SBNO1显示,脊尾白虾在感染副溶血弧菌后,干扰组死亡率显著高于未干扰组。副溶血弧菌感染脊尾白虾后显著影响了Notch信号通路中SBNO1、Numb与Delta在肝胰腺中的转录情况,而Jagged表达差异不显著。SBNO1和Numb的表达量随时间变化都呈现出先上升后下降的趋势,Delta的表达量呈现出先下降后上升的趋势。结果表明,Notch信号通路参与了脊尾白虾副溶血弧菌感染后的免疫。本研究有助于阐明无脊椎动物先天免疫的机制,为抗病脊尾白虾的分子育种提供理论依据。     

中国明对虾caspase2基因克隆及其在抗白斑综合征病毒中的表达分析

采用RACE技术克隆获得中国明对虾caspase2基因cDNA序列全长,并对该序列进行分析。结果显示,中国明对虾caspase2基因全长为1517 bp,开放阅读框长924 bp,5'非编码区长78 bp,3'非编码区长515 bp,命名为FcCasp2。推测该基因编码307个氨基酸,预测分子量为34.21 ku,理论等电点为7.62。同源性和系统进化分析发现,FcCasp2基因与凡纳滨对虾caspase2和斑节对虾caspase的相似性分别为88%和80%,与其他节肢动物caspase家族基因聚为一类。荧光定量RT-PCR结果显示,FcCasp2基因在肝胰腺中的相对表达量最高,在肌肉中表达量最低。WSSV感染后该基因在中国明对虾肌肉、肝胰腺和鳃丝中的表达量有不同的时空表达趋势,表明FcCasp2基因可能参与中国明对虾生物胁迫的应答反应。     

鱼类基因转移技术研究进展

基因转移为鱼类遗传育种开辟了一条新的途径。自1985年第1例转基因鱼问世至今已获得十几种转基因鱼，在促进生长，提高鱼类抗逆性、抗病性等方面取得了巨大的成绩。本文主要结合国内外关于鱼类基因转移成功的报道，分析了各种转基因技术的可行性和优缺点，并对其作用机理、适用对象、条件优化、转化效率等几个方面做了概括性叙述。     

拟赤梢鱼卵巢早期发育与sox3基因cDNA克隆及表达分析

为初步阐明拟赤梢鱼(Pseudaspius leptocephalus)卵巢发育特征及sox3 (sry related high mobility group box 3)基因在其卵巢发育过程中的作用,本研究通过组织切片观察了拟赤梢鱼卵巢早期发育过程,利用RACE技术克隆了该鱼sox3基因cDNA全长序列,并进行生物信息学分析;利用实时荧光定量PCR技术分析了sox3基因在拟赤梢鱼不同组织及性腺不同发育时期的表达模式。结果显示,拟赤梢鱼卵巢在孵化后45 d分化形成,160 d时由Ⅰ期进入Ⅱ期,孵化后360 d,卵巢仍处于Ⅱ期。拟赤梢鱼sox3基因cDNA全长为1 800 bp (GenBank登录号：MT952206),编码299 个氨基酸,存在保守的HMG (histidine, methionine, glycine-rich)结构域。氨基酸序列比对和系统进化树分析结果显示,拟赤梢鱼SOX3蛋白与斑马鱼(Danio rerio)和翘嘴鲌(Culter alburnus)亲缘关系最近。此外,sox3基因在拟赤梢鱼卵巢中表达量最高,其次是脑和眼睛,在精巢和其他组织中微量表达;在性腺分化过程中,sox3基因在卵巢中表达量显著高于未分化性腺和精巢,在卵巢发育阶段表达量不断升高,而在精巢中持续低水平表达。综上,本研究推测sox3基因主要参与拟赤梢鱼卵巢的分化和发育。     

半滑舌鳎甘露糖结合凝集素相关丝氨酸蛋白酶1基因的克隆及表达分析

甘露糖结合凝集素相关丝氨酸蛋白酶1(Mannan-binding lectin associated serine protease 1,MASP1)是补体凝集素途径中起重要作用的激活蛋白。本研究以半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)为研究对象,应用RACE技术和实时荧光定量qRT-PCR技术对半滑舌鳎MASP1基因(Cynoglossus semilaevis MASP1,CsMASP1)进行了克隆和表达模式分析。结果显示,CsMASP1基因c DNA序列全长为2507 bp,5′非编码区长82 bp,3′非编码区长142 bp,开放阅读框长2283 bp,共编码760个氨基酸;CsMASP1基因包含13个外显子和12个内含子,与多数已知鱼类的MASP1基因结构一致;SMART分析显示,CsMASP1包含6个结构域,与哺乳动物、鸟类、其他鱼类的结构域一致;同源比对发现,CsMASP1和鱼类的相似度较高,与金目鲈(Latescalcarifer)的相似性最高,为76%。CsMASP1基因在11种健康组织(血液、脑、鳃、性腺、心脏、头肾、肠、肝、皮肤、脾和后肾)中均有表达,其中,在肝、脾和头肾中表达量较高;鳗弧菌(Vibro anguillarum)感染后,CsMASP1基因在6种免疫组织(血液、鳃、头肾、肠、肝和脾)中呈现不同的表达模式,在6种免疫组织中呈现明显的上调表达,肝的表达峰值出现在感染后24 h;脾和鳃的表达峰值出现在感染后6 h;肠、头肾和血液的表达峰值均出现在感染后12h;随着病原菌感染时间增加,基因表达量逐渐降低并恢复至正常水平。研究表明,CsMASP1基因参与了半滑舌鳎的免疫应答过程,本结果为半滑舌鳎的免疫机理研究奠定了基础。     

魁蚶C型凝集素基因cDNA的克隆及表达分析

通过cDNA末端快速扩增(Rapid amplification of c DNA ends,RACE)技术克隆得到魁蚶(Scapharca broughtonii)C型凝集素(C-type lectin,Sb-Lec1)基因,该基因全长为700 bp,其中,5′-UTR为29 bp,3′-UTR为167 bp,开放阅读框长度为504 bp,编码167个氨基酸,包括长度为23个氨基酸的信号肽序列、129个氨基酸的糖识别结构域(CRD)以及参与二硫键形成的6个半胱氨酸。预测蛋白分子量为19.11 k Da,理论等电点为4.74。多序列比对结果显示,Sb-Lec1基因CRD编码的氨基酸序列与长牡蛎(Crassostrea gigas)、紫贻贝(Mytilus galloprovincialis)和海湾扇贝(Argopecten irradians)C型凝集素的同源性分别为38%~40%、34%~35%和38%~39%,Sb-Lec1基因编码的氨基酸序列与其他物种的凝集素基因具有相似的结构,均含有形成二硫键的4个保守半胱氨酸。系统进化分析结果显示,魁蚶先与贝类聚为一支,再与脊椎动物聚在一起,表明魁蚶Sb-Lec1基因在进化树上的位置与其传统分类所处位置一致。采用荧光定量PCR技术,检测了Sb-Lec1基因在组织中的表达情况,发现其在肝胰腺、血淋巴、鳃、外套膜、闭壳肌、斧足中均有表达,其中,肝胰腺表达量最高。同时,分析了Sb-Lec1基因在鳗弧菌(Vibrio anguillarum)刺激下的mRNA表达量变化情况。结果显示,与对照组相比,菌刺激组Sb-Lec1基因mRNA在各检测组织中的表达量均显著上调(P0.05),随着刺激时间的延长,表达量呈先升高后降低的趋势。本研究表明,魁蚶Sb-Lec1基因在机体免疫防御方面发挥重要功能。     

红螯光壳螯虾组织蛋白酶L基因的克隆及维生素C对其表达的影响

为深入了解红螯光壳螯虾组织蛋白酶L基因的表达特性及维生素C对其表达的影响,实验利用RACE-PCR技术及荧光定量PCR技术,从红螯光壳螯虾肝胰腺中克隆得到组织蛋白酶L基因cDNA全长序列,命名为CqCatL(GenBank登录号:KJ913663),同时检测了该基因在红螯光壳螯虾各个组织及添加了不同浓度维生素C的组别中的表达。结果显示,该基因全长1 810 bp,开放阅读框长度为1 026 bp,编码341个氨基酸残基,预测的分子量和等电点(pI)分别为37.63 ku和5.17。同源性分析结果显示,该基因编码的蛋白与其他虾蟹类有较高的相似性,说明组织蛋白酶L基因在甲壳动物具有较高的保守性。组织荧光定量PCR结果显示,CqCatL基因在红螯光壳螯虾的多个组织中均有表达,其中肝胰腺中表达量最高,其次为血细胞,在肠及触角腺中也有一定量的表达。在基础饲料中添加不同水平的维生素C后,CqCatL基因的表达量也存在明显差异,其中维生素C添加量为400 mg/kg的组别中该基因的表达量最高。研究表明,组织蛋白酶L基因在红螯光壳螯虾的生长发育过程中有重要的作用,且其表达量受维生素C的影响。     

三疣梭子蟹PtDNMT1基因的克隆及其 在低盐适应中的表达分析

甲基转移酶是维持基因组甲基化状态的重要基因，本研究利用SMART-RACE技术克隆了三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)甲基转移酶基因(PtDNMT1)。PtDNMT1基因cDNA序列全长5919 bp，包括4832 bp的开放阅读框，编码1610个氨基酸，预测分子量为148.15 kDa，理论等电点为4.68。结构预测发现，PtDNMT1有2个特殊的结构域，分别是锌指结构域(zf-CXXC)和甲基转移酶家族特有的Dcm结构域。进化树分析显示，PtDNMT1基因与昆虫类的DNMT基因聚为一支。组织表达分析发现，PtDNMT1基因在肝胰腺、鳃、卵巢、肌肉、胃、心脏、血液中均有表达，其中在肝胰腺中表达最高，卵巢和鳃次之。进一步研究了低盐胁迫后PtDNMT1基因在鳃、肝胰腺和肌肉组织中的表达变化规律为胁迫6 h时鳃组织中PtDNMT1基因的表达即达到峰值(5.3倍)，并一直持续到12 h (4倍)，随后逐步下降，在72 h时仍显著高于对照组(2.3倍)；PtDNMT1基因在肝胰腺中的表达规律类似于鳃，然而其达到峰值的时间稍晚于鳃(24 h)，且上调倍数高于鳃(8倍)；低盐胁迫后PtDNMT1基因在肌肉中的表达最初呈现下调趋势，之后(24 h)上调表达至峰值(2.2倍)，且一直上调表达至72 h。本研究首次克隆了PtDNMT1基因，根据其在各组织中的表达分布特征以及盐度胁迫后的表达变化情况，推测DNA甲基化在三疣梭子蟹低盐适应中发挥了重要作用。     

氨氮胁迫下中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)谷氨酸脱氢酶基因的表达分析

采用 RACE 技术克隆获得中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)谷氨酸脱氢酶 GDH 基因(FcGDH)。FcGDH 基因全长1779 bp,包括1个1659 bp 的开放阅读框(ORF),编码552个氨基酸,预测分子量大小为61.3 kDa,理论等电点为6.54。同源性分析显示,FcGDH 氨基酸序列与其他动物高度保守,其中,与凡纳滨对虾最为相似,高达98%,其次为中华绒螯蟹,为89%。系统进化树分析显示,FcGDH 氨基酸序列与凡纳滨对虾 GDH 聚为一支,之后依次为：中华绒螯蟹、黑腹果蝇、埃及按蚊。组织表达分析发现,FcGDH 基因在肌肉、鳃、肝胰腺、胃、肠、淋巴和血淋巴中均有表达,其中,肌肉中表达量最高。氨氮胁迫后,FcGDH 基因在肌肉和肝胰腺组织中变化显著,在胁迫后期,FcGDH 基因表达量均上调,且与对照组相比差异显著(P<0.05),说明 FcGDH 基因在氨氮解毒代谢过程中发挥了重要作用。     

牛生长激素基因向“缩骨鲫”受精卵转移的初步研究

用显微注射方法,将带有小鼠重金属结合蛋白基因启动子的牛生长激素基因导入“缩骨鲫”受精卵。分析了外源基因在受体胚胎发育过程中的行为及在仔鱼体内的整合。初步结果显示了外源基因对受体的加速生长效应。