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。     

海豚链球菌兼职蛋白FBA的克隆表达、抗原性检测及免疫效果评价

为检测斑点叉尾鮰源海豚链球菌兼职蛋白(fructose-1,6-bisphosphate aldolases,FBA)的抗原性和潜在的疫苗价值,本实验克隆得到斑点叉尾鮰源海豚链球菌DX09(基因组登陆号LXQF01)的fba基因序列(基因登录号A7N10_RS06935),对克隆序列进行生物信息学分析,并通过原核表达得到重组FBA蛋白(r FBA),制备了兔抗r FBA血清用于FBA蛋白抗原性检测,同时通过免疫保护实验评估重组蛋白的免疫保护效果。结果显示,海豚链球菌DX09 fba基因有1个882 bp的开放阅读框(ORF),编码293个氨基酸。生物信息学分析显示,其分子式为C_(1378)H_(2172)N_(368)O_(422)S_8,分子质量为30.9 ku,理论等电点为5.01,不具有信号肽和跨膜区域;具有保守的裂解酶结构域,且与其他来源的FBA蛋白同源性达100%;具有较高的抗原指数,表明其可形成多个抗原表位。SDS-PAGE检测发现,诱导表达的重组蛋白以包涵体的形式出现在沉淀中,大小约为47 ku。Western blot分析表明,兔抗r FBA血清能特异性结合菌体蛋白。同时免疫保护实验显示,重组蛋白对斑点叉尾鮰的相对保护率可达55%,免疫后鱼体抗体水平相对对照组显著升高。本研究表明,原核表达的斑点叉尾鮰源海豚链球菌DX09 rFBA具备较好的抗原性和免疫保护作用,具有研发斑点叉尾鮰海豚链球菌亚单位疫苗的潜在价值。     

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.     

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。     

斑点叉尾(鮰)源海豚链球菌DGX07株simA基因克隆、鉴定及分子特性分析

以Primer p14(5’-GATCAAGTCC-3’)为引物对分离自患病斑点叉尾(鮰)海豚链球菌强毒株DGX07进行RAPD分析.同时参照GenBank中海豚链球菌simA基因序列设计特异性引物,以DGX07基因组DNA为模板,扩增出约1 500 bp的simA基因,并将其克隆到pMD19-T载体上,之后对重组质粒进行PCR和双酶切(BamH Ⅰ+Xho Ⅰ)鉴定,鉴定正确后送测序公司测序.RAPD分析结果显示,DGX07和标准菌株均能扩增出750 bp大小的条带.通过生物信息学软件对测序结果分析显示,simA基因全长1 566bp,由521个氨基酸组成,与海豚链球菌simA和simB亲缘性达100％,存在1个由41个氨基酸组成的信号肽,具有Bap31和Gram_pos_anchor两个超家族的保守结构域;具有与蛋白翻译后修饰功能相关的磷酸化位点22个和N-糖基化位点2个,编码多肽链中亲水区大于疏水区,是一种膜外蛋白,并具有多个抗原优势位点区域.密码子偏爱性分析表明,斑点叉尾(鮰)源海豚链球菌simA基因密码子使用频率差异较大,密码子偏爱性与酵母较为接近.获得GenBank登录号为JF330100.     

斑点叉尾鮰暴发海豚链球菌病的研究

2006—2007连续两年广西斑点叉尾鮰网箱养殖暴发一种流行性传染病，该病波及面广，传染性强，死亡率30％～100％。发病症状主要表现为浮头、转圈、狂游及发病后期单边眼睛浑浊、突出及伴有全身大面积弥漫性出血。作者先后从症状较为典型发病班点叉尾鮰分离到CMS003～CMS005、CMS009～CMS012共7株代表性菌株，经人工感染实验表明分离菌株对健康斑点叉尾鮰具有很强的致病力，出现症状与自然发病斑点叉尾鮰症状相同。通过常规形态、生理生化及海豚链球菌（Streptococcus iniae）特异性PCR诊断和16S rRNA基因序列系统发育进化分析方法对分离菌株进行分类鉴定，结果表明分离的7株细菌均为海豚链球菌。研究结果表明，海豚链球菌已成为广西斑点叉尾鮰网箱养殖的高致病性病原菌。     

斑点叉尾鮰肠败血症（ESC）PCR

由鮰爱德华氏细菌引起的肠败血症（ESC，又称爱德华氏病）是影响斑点叉尾鮰养殖最大的疾病。为快速和准确的诊断该疾病，本研究以NCBI公布的妇爱德华氏细菌eip基因（GeneBank登录号为AF037441）为模板序列，设计种特异性诊断引物，成功建立了用于斑点又尾鮰肠败血症病原菌的PCR检测方法。研究结果表明。该方法能够直接从发病斑点叉尾鮰脑、肝、脾和肾组织中检测到妇爱德华氏菌，检测的最低量为21个细菌；同时，该诊断方法与Ⅰ型荧光假单胞菌、点状产气单胞菌点状亚种、鳗弧菌、温和气单胞菌、肠型点状产气单胞菌、拄状黄杆菌、嗜水气单胞菌、河孤菌、豚鼠气单胞菌及海豚链球菌等常见水产病原菌无交又反应。临床样品检测证明。本研究所建立的PCR检测方法可以用于斑点叉尾鮰肠败血症的快速诊断。     

斑点叉尾鮰源海豚链球菌DGX07株simA基因克隆、鉴定及分子特性分析

以Primer p14(5’-GATCAAGTCC-3’)为引物对分离自患病斑点叉尾海豚链球菌强毒株DGX07进行RAPD分析。同时参照GenBank中海豚链球菌simA基因序列设计特异性引物,以DGX07基因组DNA为模板,扩增出约1 500 bp的simA基因,并将其克隆到pMD19-T载体上,之后对重组质粒进行PCR和双酶切(BamHⅠ+XhoⅠ)鉴定,鉴定正确后送测序公司测序。RAPD分析结果显示,DGX07和标准菌株均能扩增出750 bp大小的条带。通过生物信息学软件对测序结果分析显示,simA基因全长1 566 bp,由521个氨基酸组成,与海豚链球菌simA和simB亲缘性达100%,存在1个由41个氨基酸组成的信号肽,具有Bap31和Gram_pos_anchor两个超家族的保守结构域;具有与蛋白翻译后修饰功能相关的磷酸化位点22个和N-糖基化位点2个,编码多肽链中亲水区大于疏水区,是一种膜外蛋白,并具有多个抗原优势位点区域。密码子偏爱性分析表明,斑点叉尾源海豚链球菌simA基因密码子使用频率差异较大,密码子偏爱性与酵母较为接近。获得GenBank登录号为JF330100。     

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。     

斑点叉尾鮰形态观察及其两种同工酶的电泳分析

为从形态特征和生化遗传层面上丰富斑点叉尾鮰(Ietalurus Punetaus)种质资源研究内容,进一步为筛选鉴定斑点叉尾鮰种质的生化遗传标记提供前期基础,采用形态学方法观测斑点叉尾鮰(Ietalurus Punetaus)的形态特征,通过聚丙烯酰胺凝胶电泳分析了斑点叉尾鮰5种组织(心脏、眼睛晶状体、肌肉、肝脏和肾脏)中乳酸脱氢酶(LDH)和苹果酸脱氢酶(MDH)的表达情况。结果表明:1)斑点叉尾鮰主要形态特征为体表无鳞,头小,口亚端位,具4对触须。背部呈灰褐色,腹部呈乳白色且浑圆,体侧具不规则灰黑色斑点。背鳍和胸鳍具棘。脂鳍肥厚,末端游离。尾鳍分叉深。各鳍鳍式为:背鳍D. i-6～8,胸鳍P. i-8～9,腹鳍V. 8～9,臀鳍A. 26～29,尾鳍C. 29～30。鳔分两室,腹膜黑色。肋骨10对。脊椎骨总数93。左侧第一鳃弓外侧鳃耙数21～23。2)LDH同工酶在斑点叉尾鮰的心脏、眼睛晶状体、肌肉、肝脏和肾脏中表达的酶带数分别为5条、3～4条、3条、4～7条和5条,MDH酶带数分别为4条、1条、2条、3条和6～8条,且同一组织不同个体间也存在明显差异。研究认为,LDH同工酶和MDH同工酶在斑点叉尾鮰5种组织中的表达具有组织特异性和个体差异性,各组织同工酶的表达与其生理功能相适应。[中国渔业质量与标准,2019,9(6):57-64]