鳜免疫球蛋白 D 重链基因的克隆与表达分析

用RACE-PCR和RT-PCR方法获得鳜(Siniperca chuatsi)膜结合型免疫球蛋白D(Membrane-bounded IgD,mIgD)重链基因的全长cDNA序列。鳜mIgD的cDNA全长为3358bp,其5l非编码区包含30bp,3l非编码区包含337bp;开放阅读框包含2991bp,编码996个氨基酸,基因结构为VDJ-μ1-δ1-δ2-δ3-δ4-δ5-δ6-δ7-TM。鱼类IgD恒定区氨基酸序列比对结果显示,鳜mIgD存在半胱氨酸和色氨酸保守位点,与其他鱼类IgD的相似性在37%～72%之间。用邻接法(Neighbor Joining)构建的鱼类免疫球蛋白基因的系统发育树表明,鱼类IgD形成独立的一支,鳜mIgD与牙鲆和庸鲽IgD聚为一支。荧光定量PCR结果显示,鳜mIgD的mRNA主要分布于外周血白细胞、胸腺、头肾、中肾和脾脏中。     

斜带石斑鱼IFN-γ基因的克隆与表达分析

IFN-γ在天然免疫和适应性免疫应答中均发挥着重要的作用。由于低等脊椎动物IFN-γ与哺乳动物IFN-γ相似性非常低,硬骨鱼类的IFN-γ近年来才得到鉴定。本研究报道了斜带石斑鱼(Epinephelus coioides)的IFN-γ基因,并对其表达进行了分析。斜带石斑鱼IFN-γcDNA全长为867 bp,编码200个氨基酸。其基因组全长为5 104 bp,由4个外显子、3个内含子组成。氨基酸序列比对显示斜带石斑鱼IFN-γ与高等脊椎动物IFN-γ的序列相似性较低,仅为32.5%～39%,与其他硬骨鱼类的IFN-γ相似性为38.0%～68.5%。序列分析结果显示,斜带石斑鱼IFN-γ分子C末端中存在IFN-γ的特征序列以及核定位基序。二级结构分析结果显示斜带石斑鱼IFN-γ序列中包含6个α螺旋结构,其排列与高等脊椎动物的IFN-γ类似。应用荧光定量PCR检测了IFN-γ基因在Poly I:C诱导后的表达变化。发现在肾、脾、鳃、头肾、皮肤和胸腺组织中,Poly I:C能显著诱导IFN-γ的表达,在胸腺中上调倍数最高,其次为头肾、脾、肾、皮肤和鳃,而在脑和心脏组织中没有显著变化。据此推测,IFN-γ在斜带石斑鱼抵抗病毒感染的过程中起有十分重要的作用。     

青鲫sIgZ重链基因的克隆及对嗜水气单胞菌的免疫响应

免疫球蛋白是鱼类适应性免疫中主要的效应因子之一, 研究鱼类免疫球蛋白对鱼类疾病的免疫防控尤为重要。本研究利用 PCR 与 RACE 技术克隆获得青鲫(Carassius auratus indigentiaus)分泌型免疫球蛋白 Z (secretory immunoglobulin Z, sIgZ)重链基因 cDNA 全长序列 (基因序列登录号: MZ274344.1), 青鲫 sIgZ 重链基因 cDNA 序列全长 2083 bp, 其开放阅读框长 1668 bp, 编码一条由 556 个氨基酸组成的肽链, 相对分子质量为 61.59 kD, 理论等电点为 7.03。青鲫 sIgZ 重链基因结构由 1 个可变区(VH), 4 个恒定区(CH1-CH4)以及 1 个分泌型的尾部(secretory tail, Sec tail)构成。在 GenBank 中进行同源序列检索, 青鲫 sIgZ 氨基酸序列与其他鱼类 IgZ 的相似性依次为团头鲂 (Megalobrama amblycephala) (63.17%)、草鱼(Ctenopharyngodon idella) (60.82%)、鲤(Cyprinus carpio carpio) (52.98%)、虹鳟(Oncorhynchus mykiss)(37.06%)和金头鲷(Sparus aurata)(35.01%)。利用 MEGA 5.1 软件进行多重序列比对分析, 采用邻接法构建遗传系统进化树, 发现青鲫 sIgZ 基因与同属鲤科(Cyprinidae)鱼类的 IgZ 聚为一支, 青鲫 sIgZ 与团头鲂的 sIgZ 亲源关系最近。通过 qPCR 检测青鲫不同组织中 sIgZ 基因的表达, 发现青鲫头肾中 sIgZ 基因的表达量最高, 中肾、脾和肝脏次之。利用嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)对青鲫进行浸泡感染, sIgZ 在头肾、脾脏、中肾、肝、肠、鳃和皮肤中的表达水平在感染的 28 d 内先升高后降低, sIgZ 的相对表达量在黏膜免疫组织(肠和皮肤)中达到峰值的时间要早于系统免疫组织(头肾和脾脏), 肠和皮肤中 sIgZ 在峰值时的相对表达量显著高于头肾中 sIgZ 在峰值时的相对表达量, 实验结果显示, 青鲫 sIgZ 在肠和皮肤黏膜免疫组织中可能发挥重要的免疫功能。     

鱼类DNA聚合酶δP12亚基cDNA克隆与序列分析

从斜带石斑鱼（Epinephelus coioides）白细胞cDNA文库随机挑选克隆,测定表达序列标签（ESTs）,利用BLASTX程序与GenBank中的序列进行比较,得到了1个cDNA,其编码蛋白质与人类DNA聚合酶δ（polδ）的P12亚基有47.7%的同源性,推测它为斜带石斑鱼polδ的12 kD小亚基的cDNA,所编码的蛋白质命名为P12.该cDNA全长619 bp,含1个330 bp的开放阅读框,编码109个氨基酸残基的蛋白质.序列对比表明,斜带石斑鱼的氨基酸序列与人、大鼠、小鼠、拟南芥和裂殖酵母的polδ小亚基有同源性,同时与斑马鱼EST CK680540的编码序列有66.6%的同源性.用RT-PCR检测该基因在石斑鱼各组织的表达情况,发现在腮、肝、脾、全血、胃和后肾有表达,而在肠、心脏、脑和头肾未检测到.[中国水产科学,2006,13（3）：466-470]     

中华鳖CD3γ/δ、CD3ε和CD3ζ分子的克隆与表达分析

本研究克隆了中华鳖(Pelodiscus sinensis)T细胞表面标记分子CD3γ/δ、CD3ε和CD3ζ的基因,分析了其在组织/器官表达的分布,并进一步揭示了嗜水气单胞菌(Aeromanas hydrophila)感染后这些基因的表达变化。中华鳖CD3γ/δ和ε分子结构相似,均含有1个免疫球蛋白样结构的胞外区、1个跨膜区和含有1个ITAM结构域的胞浆区。与之不同的是,CD3ζ含有1个仅由10个氨基酸组成的胞外区、1个跨膜区和含有3个ITAM结构域的胞浆区。通过生物信息学分析显示,CD3γ/δ由6个外显子和5个内含子组成,CD3ε由7个外显子和6个内含子组成,且CD3γ/δ和CD3ε位于染色体Scaffold JH208224中反向排列且相距9.9 kb。CD3ζ位于染色体Scaffold JH209116.1上,由8个外显子和7个内含子组成。荧光定量PCR分析显示,CD3γ/δ、ε和ζ在脾、肝、肠、血液中表达量较高,在胸腺、肾、心脏、肌肉和肺中表达量低。腹腔注射嗜水气单胞菌12 h后,CD3γ/δ、ε和ζ在胸腺中都呈显著的上调表达,分别为对照组的69.3倍、85.7倍和163.4倍,表明细菌感染可以诱导CD3分子的表达。     

大鳍鳠免疫球蛋白轻链3型基因cDNA的克隆及表达

应用同源克隆和RACE-PCR方法获得大鳍鳠免疫球蛋白轻链3型(IgL3)基因的全长cDNA序列,并分析了该基因在组织中的表达。大鳍鳠IgL3的cDNA全长为947 bp,包含5非编码区58 bp,3非编码区184 bp,开放阅读框705 bp,编码234个氨基酸。推测的蛋白质序列分为可变区(VL)和恒定区(CL)。VL被进一步划分为4个骨架区(FR)和3个互补决定区(CDR)。大鳍鳠与其它6种硬骨鱼类免疫球蛋白轻链L3氨基酸序列比对分析表明,大鳍鳠氨基酸序列与斑点叉尾IgL3型(F型)的相似性最高,为68.8%,与南极鱼IgL3型的相似性最低,为47.2%。进化树分析表明,大鳍鳠IgL与斑点叉尾IgL3型(F型)聚为一支并与其它硬骨鱼类IgL3型聚为一簇,明显与L1和L2进化支不同。实时荧光定量PCR显示,大鳍鳠IgL3基因主要在头肾、脾脏和血细胞中转录表达;注射嗜水气单胞菌后,头肾、脾脏和血细胞IgL3基因转录表达量有显著上升。研究表明,头肾、脾脏和血液是大鳍鳠IgL3型基因主要的表达器官,在免疫反应中起重要作用。     

04斜带石斑鱼干扰素调节因子 1 基因的克隆及其原核表达

对斜带石斑鱼(Epinephelus coioides)的干扰素调节因子1(Interferon regulatory factor 1,IRF-1)基因进行了克隆、测序及原核表达.以PBS做对照,利用polvI:C刺激斜带石斑鱼,然后取其肝脏、头肾、脾脏提取总RNA,随机引物反转录获得cDNA.根据相近物种IRF-1的保守序列设计引物,通过PCR得到了保守片段,通过RACE-PCR获得了斜带石斑鱼IRF-1基因的全长cDNA.基因全长为1 730 hp,完整开放阅读框(ORF)906 bp,编码302个氨基酸,5'非编码区153 bp,3'非编码区671 bp.将斜带石斑鱼ORF与其他物种进行比对发现,与海鳜(Siniperca chuatsi)同源性最高,为85%.将根据斜带石斑鱼IRF-1 ORF推测的氨基酸序列与其他物种进行比对,发现斜带石斑鱼与海鳜同源性为90%,与金头鲷(Sparus aurat)为88%,与乌鳢(Channa argus)为86%,与大菱鲆(Scophthalmus maximus)为82%.利用ORF序列,构建原核重组表达质粒.重组质粒经PCR、酶切鉴定及测序验证后转化大肠杆菌BL21(DE3),经IPTG诱导,重组蛋白成功表达,表达蛋白的分子量约55 kD.诱导温度为30℃时,重组蛋白以可溶性蛋白和包涵体2种形式存在.     

草鱼的两种新型免疫球蛋白基因IgZ-2和IgM-IgZ

在草鱼中新发现的两种免疫球蛋白重链的cDNA和基因组序列,其中的一种IgZ命名为IgZ-2,以区别于已报道的IgZ,另一种只有两个恒定区,一个恒定区与IgM相似而另一个与IgZ相似,这一特征与已报道的鲤的IgM-IgZ相似,故同样称为IgM-IgZ。分泌型IgZ-2的cDNA序列包含1889bp,编码539个氨基酸,其3'编码区包含267bp,但缺乏5'非编码区及部分可变区序列。分泌型IgM-IgZ的cDNA全长为1316bp,编码361个氨基酸,其5'非编码区包含3bp,3'非编码区包含227bp。膜结合型IgM-IgZ由两个膜外显子与CH2中的一个剪切位点剪切而成。氨基酸序列比对结果显示IgZ-2和IgM-IgZ的恒定区存在保守的半胱氨酸。系统进化树分析显示,草鱼IgZ-2以较高的支持率与斑马鱼IgZ聚为一枝,再与草鱼IgZ、草鱼IgM-IgZ和鲤IgM-IgZ这一枝聚为一类。用半定量RT-PCR检测IgZ-2和IgM-IgZ在4条草鱼的器官/组织中的表达,发现分泌型IgZ-2、分泌型IgM-IgZ和膜结合型IgM-IgZ在4条鱼中的表达存在个体差异,但主要都在免疫器官中表达。     

圆斑星蝶MHC ⅡB基因结构、多态性及组织表达分析

通过表达序列标签法和cDNA末端快速扩增(RACE)技术,分离和克隆了圆斑星鲽(Verasper variegatus)主要组织相容性复合体(MHC)IIB的全长cDNA序列,该cDNA全长为1 144 bp,5'UTR(untranslated region)为7 bp,3'UTR为450 bp,开放阅读框(ORF)长度为687 bp,可编码228个氨基酸,包含信号肽、抗原结合域(β1),IGC区(β2),跨膜区和胞质区5个结构域.同源分析表明,圆斑星鲽MHC IIB氨基酸序列与其他硬骨鱼具有49%-79%的同源性,与鼠、人、红原鸡和护士鳖的相似性较低,分别为34%,33%,31%和30%.圆斑星鲽MHC IIB基因含有5个内含子,与其他硬骨鱼不同,其β2结构域编码区内存在I个109 bp的内含子.根据获得的MHC IIB基因组序列设计特异性引物,在10尾野生圆斑星鲽中扩增了包括完整内含子1和外显子2的长度约388 bp的DNA片段,PCR产物直接测序后发现在270 bp的抗原结合域中共有23个位点发生变异,密码子第1位和第2位的变异明显高于第3位.利用荧光定量PCR分析组织表达发现,MHC IIB基因在健康圆斑星鲽9种组织中均有表达,但表达量存在差异,肾的表达量最高,肌肉的表达量最低,肾、心、脾脏和鳃的表达量显著高于肝、皮肤、脑、血和肌肉.本研究旨在为MHC基因家族的遗传进化分析、结构与功能的解析提供基础,同时为圆斑星鲽的分子免疫学和标记辅助育种研究提供参考依据.     

大鳍鳠免疫球蛋白M 重链基因的克隆及表达分析

用RACE-PCR和RT-PCR方法获得大鳍鳠分泌型免疫球蛋白M(sIgM)重链基因的全长cDNA序列.大鳍鳠sIgM的cDNA全长为1 992 bp,包含5 '非编码区53 bp,3’非编码区226 bp,开放阅读框1 713,编码570个氨基酸.推测的大鳍鳠sIgM蛋白质序列可变区含有4个骨架区(FR)和3个互补决定区(CDR),恒定区(CH)含有CH1、CH2、CH3和CH4 4个部分.与其它6种硬骨鱼类IgM氨基酸序列比对分析表明,大鳍鳠sIgM存在半胱氨酸和色氨酸保守位点；其氨基酸序列与斑点叉尾鲴IgM的相似性最高,为54.3％；与石斑鱼的相似性最低,为24.6％.进化树分析表明,大鳍鳠sIgM与斑点叉尾鲴聚为一支.RT-PCR显示,大鳍鳠IgM基因主要在血细胞、脾脏、头肾和中肾中转录表达；注射嗜水气单胞菌后,血细胞、脾脏和头肾IgM重链基因转录表达量在1～10 d内有显著上升.     

尼罗罗非鱼MHC ⅡA基因的克隆、表达及多态性分析

为进一步了解鱼类MHC ⅡA基因的特点及其在免疫反应中的功能,采用同源克隆、RACE-PCR、巢式PCR等技术,从健康的尼罗罗非鱼体获得1 205 bp的MHC ⅡA基因cDNA全序列(Orni-DBA-0101,Genebank登录号:JF719813)及1 388 bp的基因组序列。序列分析发现,尼罗罗非鱼MHC ⅡA基因含4个外显子和3个内含子,开放阅读框长720 bp,编码239个氨基酸。从4尾尼罗罗非鱼中共得到8条不同的cDNA序列,分别编码不同的氨基酸序列。氨基酸序列比对后发现,序列间存在丰富的多态性,且主要集中在α-1区,多态性位点数远远高于半滑舌鳎MHC ⅡA基因。生物信息学分析表明,尼罗罗非鱼MHC ⅡA编码的蛋白质分子包含1个信号肽、2个胞外结构域、1个跨膜区和1个胞质区,存在4个保守的半胱氨酸残基以及丰富的磷酸化位点,与其他物种的相似性为23%～65%。RT-PCR结果表明,MHC ⅡA基因在脾、肾、肠、鳃、性腺、肝、心脏表达量很高,在鳔和肌肉中表达量最低。人工感染嗜水气单胞菌后,肝、脾、肾、鳃、肠5个组织中MHC ⅡA基因的mRNA水平均发生了不同程度的变化,提示MHC ⅡA分子作为一种重要的免疫因子,在清除病原的免疫反应中起着重要作用。     

细菌脂多糖处理对斑马鱼免疫球蛋白亚型表达水平的影响

以20μg/mL的细菌脂多糖溶液对斑马鱼进行浸泡处理24h,用实时荧光定量PCR技术分析斑马鱼IgM、IgD和IgZ基因表达水平的变化。对照组斑马鱼中IgD和IgZ的表达水平相当,且均低于IgM,说明IgM可能具有更重要的生物学作用。细菌脂多糖处理后,斑马鱼3种Ig亚型的表达水平均表现出先升后降趋势,而且均在12h达到最高值。然而,IgM和IgZ的升高幅度显著高于IgD,而且IgM和IgZ在处理24h后表达水平仍然显著高于对照组,说明IgM和IgZ在鱼类病原防御中具有更重要的免疫作用。另外,IgM对细菌脂多糖处理的应答速度比IgZ更快,说明体液免疫系统能够更快地对细菌脂多糖处理作出有效应答,而黏膜免疫系统则反应较慢。     

剑尾鱼IgZ基因的克隆及疫苗免疫对其在组织中表达的影响

为研究剑尾鱼Ig Z基因序列及其在疫苗免疫后的表达规律,本实验根据已知的EST库设计引物,利用RT-PCR等方法,获得剑尾鱼Ig Z基因c DNA全长序列,并进行生物信息学分析和疫苗免疫后组织表达分析。结果显示,剑尾鱼Ig Z基因全长序列为5 420 bp,包含4个外显子和3个内含子;c DNA序列全长1 527 bp,包含一个1 299 bp的完整ORF框,该基因编码432个氨基酸,预测其编码蛋白的分子量大小为47.48 ku,并具有Ig Z的基本结构,与其他硬骨鱼类Ig Z氨基酸序列一致性为28%~54%。荧光定量PCR分析结果显示,Ig Z基因主要在剑尾鱼的头肾、脾脏和肠中分布,且疫苗免疫后11天内,Ig Z基因在头肾、脾脏和肠组织中均表现为先上升后下降的趋势。头肾中Ig Z基因的表达量在第4天时最高,为对照组的2.12倍;脾脏中Ig Z基因在第4天时呈现最高峰,为对照组的4.65倍;肠组织中Ig Z基因的表达量在12 h时有一个小高峰,第2天时最高,为对照组的11.41倍。本研究获得了剑尾鱼Ig Z基因c DNA全长序列,并对其表达规律进行了初步研究,发现Ig Z在肠道黏膜免疫中具有重要作用,这将为进一步验证其在黏膜免疫中的作用以及剑尾鱼作为疾病研究模式动物和疫苗免疫评价模型奠定基础。     

Glucose transporters in pearl gentian grouper (Epinephelus fuscoguttatus ♀ × E. lanceolatus ♂): Molecular cloning,characterization, tissue distribution and their expressions in response to dietary carbohydrate level

The glucose transporters (GLUTs) play vital role in mediating the glucose uptake process, the movement of glucose across plasma membranes. In this study, three GLUTs, GLUT1, GLUT2 and GLUT4 were cloned and characterized form pearl gentian grouper, a hybrid grouper, and their expressions in response to dietary carbohydrate level (8.02%, 11.89% and 16.08%) were investigated after feeding. The full‐length cDNA of GLUT1, GLUT2 and GLUT4 were 2,104, 3,759 and 2,815 bp, respectively, encoding a putative protein of 491, 508 and 505 amino acids respectively. The results of sequence and phylogenetic analysis revealed that grouper GLUTs were highly conserved and clustered together with their corresponding teleost orthologues, rather than mammals. In addition, GLUT1 was ubiquitously expressed in all detected tissues with relative high expressions in heart and brain. GLUT2 is relatively abundant in some certain tissues that release glucose, such as liver and intestine, and GLUT4 was expressed primarily in muscle and eye. The elevated dietary carbohydrate level had no significant difference on the expression of GLUT1 in grouper liver. The expression of GLUT2 in grouper liver was significantly up‐regulated with the increasing dietary carbohydrate from 8.02% to 11.89%, and therefore down‐regulated significantly. Meanwhile, the expression of GLUT4 in grouper muscle increased significantly with increasing dietary carbohydrate. Results of this study indicate that the up‐regulation of GLUTs in fish contribute to maintain glucose equilibrium to some extent when fish were fed with high carbohydrate diets.     

石斑鱼一氧化氮合酶cDNA的分子克隆及序列分析

一氧化氮合酶(nitricoxidesynthase,NOS)专一性催化L-精氨酸转化为L-瓜氨酸和一氧化氮(nitricoxide,NO),产物NO是一种重要的生物信使分子,对其功能和代谢的研究越来越受人们的重视[1]。国际上,鱼类NOS的研究还刚起步,已有研究者在鱼类中检测到NOS的存在[2-5]。虹鳟[6]、金鱼[4]、大西洋鲑[7]和沟鲶[8]的诱导型NOS(iNOS)和神经型NOS(nNOS)的部分序列已鉴定。国内对哺乳动物的NOS也进行了研究[9-11],尚未见关于鱼类NOS方面的研究报道。JOURNALOFFISHERIESOFCHINA　　　　　　　　　　　Vol.27,No.4　斜带石斑鱼(Epin…