IGF-Ⅰ及其受体基因在牙鲆胚胎发育过程中的表达图式

胰岛素样生长因子-Ⅰ(insulin-like growth factor Ⅰ,IGF-Ⅰ)是脊椎动物生长发育的重要调控因子,其生物学功能主要通过与其特异的膜受体(IGF-Ⅰ receptor,IGF-IR)结合而调节.因此,IGF-Ⅰ及其受体表达特征的分析对于阐述IGF系统调控的发育过程具有重要的意义.本研究采用荧光实时PCR方法,以不同发育时期的牙鲆(Paralichthys olivaceus)胚胎为材料,分析了胰岛素样生长因子-Ⅰ(IGF-Ⅰ)及其两种受体基因在鱼类胚胎发育过程中的表达图式.结果显示,牙鲆IGF-Ⅰ、IGF-IR-1和IGF-IR-2基因均有母源转录本,且各基因的表达在胚胎发育的不同阶段具有明显的发育性变化.IGF-Ⅰ基因在早期胚胎发育阶段仅有少量的mRNA存在,而合子基因的表达在晶体出现至出膜前阶段逐步增加.两种IGF-Ⅰ受体基因则展现出迥然不同的表达时序.IGF-IR-1基因在受精卵、卵裂及囊胚期的早期胚胎发育中有相对较少的转录本,至原肠期其合子基因强烈表达,且在神经胚、晶体出现、心跳和出膜前各阶段均有高量的表达；相反,IGF-IR-2基因在受精卵至原肠期的早期胚胎中有丰富的转录本,但合子基因的表达在后期胚胎形成中却相对降低,暗示了二者可能在调节牙鲆胚胎发育中起着不同的作用.     

长牡蛎MITF基因表达及与壳色的关联

为了解长牡蛎MITF基因的表达及其与壳色的关联,验证了长牡蛎中的4个MITF基因,对长牡蛎MITF氨基酸序列进行了序列分析和多序列比对,分析了长牡蛎幼体发育各时期的转录组,采用荧光定量PCR的方法研究长牡蛎各组织及黑壳、白壳牡蛎特定部位mRNA表达情况。4个MITF基因中有3个基因可能为假基因,有表达的长牡蛎MITF基因共编码448个氨基酸,为亲水性不稳定蛋白,含有N端结构域(MITFTFEBC3N superfamily)和高度保守的功能性结构域HLH结构域。转录组分析发现MITF在长牡蛎个体发育的各个时期均有表达,在稚贝期达到最高。组织表达结果显示MITF在外套膜中的表达水平显著高于其他组织。MITF在黑壳牡蛎闭壳肌中的表达量显著低于白壳牡蛎,而在黑壳牡蛎外套膜中的表达量高于白壳牡蛎,但不显著。在黑壳、白壳牡蛎外套膜边缘的表达量都显著高于内侧。研究表明,长牡蛎MITF基因可能在牡蛎壳形成早期就参与了黑色素的生成调控和个体的生长发育,可调控牡蛎酪氨酸酶Tyr2基因,参与外套膜和贝壳中黑色素的形成。本研究为进一步研究牡蛎壳色形成机制奠定了基础。     

斑马鱼早期胚胎发育囊胚sphere时期的蛋白组学研究

斑马鱼(Danio rerio)早期胚胎发育囊胚时期是胚胎发育过程的关键时期,利用i TRAQ蛋白质质谱分析技术,检测斑马鱼早期胚胎发育过程中囊胚sphere时期的蛋白质表达情况,并分析该时期表达的蛋白质的相应功能和参与调控的生物过程。以野生型斑马鱼发育至sphere时期即4 hpf的胚胎为样本,利用i TRAQ标记与LC-MS/MS串联质谱技术,结合数据库比对,对该时期表达的蛋白质进行定性和定量的鉴定分析。检测结果共鉴定到的总蛋白数为1 178个,利用生物信息学进行功能分析,发现这些蛋白广泛参与了细胞信号传递、细胞运动和细胞骨架构建、细胞增殖、细胞分化、物质合成与代谢等各项重要的生命活动过程。研究表明,利用i TRAQ标记的方法可以对4hpf时期的斑马鱼胚胎中的蛋白质进行有效的分离和鉴定,并初步建立了斑马鱼早期发育关键阶段sphere时期的蛋白质组表达图谱,以期为斑马鱼胚胎发育过程中蛋白质组学和调控机制的研究提供参考。     

温度对四川华鳊胚胎发育的影响

为探索温度对四川华鳊胚胎发育的影响,笔者观察16、19、22、25、28、31℃6个温度条件下四川华鳊的胚胎发育过程,描述总结(25±0.5)℃下胚胎发育各个阶段的形态特征。研究结果显示,四川华鳊胚胎发育过程可划分为受精卵、胚盘形成、卵裂、囊胚、原肠胚、神经胚、器官分化和出膜等8个连续发育阶段;在(25±0.5)℃下孵化总历时44.83 h;在温度为16℃时,胚胎发育至原肠胚晚期全部死亡;19℃时孵化率为30.00%,其中畸形致死占87.19%,显著高于其余4个温度组(P<0.05);温度由19℃升至31℃时,胚胎发育所需时间变短,各温度间差异显著(P<0.05),其中器官分化阶段均用时最长,占整个胚胎孵化历时的72.53%~77.07%;胚胎畸形率随着温度升高而上升,31℃的胚胎畸形率约为28℃的2倍;在22~28℃时,胚胎的受精率和孵化率、成活率最高,畸形率最低。研究结果表明,水温在(19±1)℃,卵径(y)与胚胎孵化时间(x)的关系为y=49.56-44.36x+47.92x^2(r^2=0.996);水温22~28℃为适宜孵化温度,最佳水温约为25℃;胚胎发育的生物学零度为12.69℃,有效积温为522.35~595.11℃·h。     

华鳈人工繁殖和胚胎发育形态初探

采用解剖镜成像系统对华鳈胚胎发育全过程进行连续观察,研究其胚胎正常发育各个时期的特征。结果显示,华鳈卵呈淡黄色,卵径为0. 77 mm,吸水膨胀后,卵黄与卵膜间隙较大,约为0. 82 mm,卵径为2. 78 mm。根据其胚胎的主要特征,胚胎发育包括7大生理演变阶段:胚盘形成→卵裂→囊胚→原肠胚→神经胚→器官形成→出膜,涉及的发育时期共28个,在水温(20. 2±0. 6)℃下,历时92 h 45 min完成整个胚胎发育过程。孵出的仔鱼全长为7. 55 mm,胚胎发育总积温为1 845. 07℃·h。     

黑尾近红鲌胚胎发育和原始生殖细胞的迁移研究

用胚胎固定脱膜方法对黑尾近红鲌胚胎发育进行连续观察,用整胚原位杂交技术对原始生殖细胞的起源和迁移进行研究.试验结果表明,黑尾近红鲌受精卵为粘性,淡黄色,圆形,直径(0.94±0.05) mm.在水温24.5 ℃的孵育条件下,受精卵经25 min开始胚胎发育,45 min进入2细胞期,5 h 15 min进入囊胚期,7 h 25 min进入原肠期,10 h 15 min进入神经胚期;50 h,50%以上的仔鱼孵出.刚出膜的仔鱼长约(4.10±0.02) mm.黑尾近红鲌原生殖细胞最早发现于原肠期;在原肠中期和神经胚期,其位于胚盾靠近卵黄囊的内胚层;在胚层分化期,原生殖细胞迁移到脏壁中胚层;在孵化期,原生殖细胞迁移到体两侧的生殖嵴中,与生殖嵴共同组成胚胎的未分化性腺.     

淡水黑鲷胚胎发育初步观察

采用连续观察法研究淡水黑鲷受精卵的发育,描述了胚胎发育早期各个时期的形态发育特征,显微摄影记录.结果显示,淡水黑鲷胚胎发育过程可分为受精卵、胚盘形成期、卵裂期、囊胚期、原肠期、胚体出现期、胚孔闭合期、尾芽期、肌肉效应期、心跳期、出膜期共11个时期.淡水黑鲷的受精卵为沉性非粘性卵,呈淡黄色,卵径约2 mm.水温20℃,受精卵约30 h孵出仔鱼.对原肠胚期、神经胚期、出膜前期的胚胎进行了石蜡切片,H·E染色观察并详细记录,在显微水平验证相应早期胚胎发育阶段.     

香港牡蛎淋巴因子基因tal的克隆与功能

为了研究淋巴因子基因(T-cell acute lymphocytic leukemia,tal)在香港牡蛎中的免疫功能,实验采用c DNA末端快速扩增技术(rapid-amplification of cDNA ends,RACE)克隆了香港牡蛎tal的c DNA全长序列,命名为Chtal,该基因全长812 bp,其中5?非编码区17 bp,3?非编码区135 bp,开放阅读框(open reading frame,ORF)660 bp,编码219个氨基酸,相对分子质量25.11 ku,理论等电点5.80。多序列比对和系统进化树结果显示,Chtal与长牡蛎、美洲牡蛎和海蜗牛tal同源性较高,证明了该基因是软体动物tal家族的一个成员。荧光定量PCR结果显示,Chtal在香港牡蛎血淋巴细胞中表达量最高,其次是心脏、鳃和消化腺。在溶藻弧菌和溶血性葡萄球菌刺激后,Chtal表达量显著上调,分别在24和12 h达到最高水平,随着时间的增加该基因的表达量逐渐下降。亚细胞定位结果显示,Chtal在细胞核中表达。活体注射重组TAL蛋白能够显著提高淋巴细胞的数量,通过Edu增殖实验进一步证实了tal具有促进香港牡蛎血淋巴细胞再生的功能。本研究初步揭示了香港牡蛎tal参与了淋巴细胞再生,为深入研究该基因在牡蛎抗病中的功能提供了依据。     

基于dnd基因标记的大黄鱼原始生殖细胞发生发育的初步研究

在鱼类的早期胚胎发育中生殖细胞便与体细胞分离,形成所谓的原始生殖细胞(Primordial germ cells,PGCs)。母源性基因Dead end(dnd)在胚胎发育中特异地表达于原始生殖细胞,编码一种进化上保守的RNA结合蛋白,对生殖细胞发育具有重要作用。本研究通过PCR获得大黄鱼(Larimichthys crocea)dnd基因(Lcdnd)的部分cDNA序列,结合实时定量PCR、整胚原位杂交等技术,研究Lcdnd在各组织和胚胎发育中的表达。实时定量PCR结果显示：dnd在性腺中特异表达,且其在卵巢中的表达量高于精巢;检测的各期胚胎中都有dnd的表达,随着胚胎的发育其表达量呈下降的趋势。整胚原位杂交结果显示：Lcdnd在早期卵裂阶段主要分布于分裂沟,到囊胚期至原肠早期则开始定位于细胞内,原肠早期时定位在胚环中的中内胚层,且阳性信号增多,暗示此时原始生殖细胞的形成。接着原始生殖细胞沿胚环向胚体形成处(胚盾)迁移;随着胚胎的发育,发现胚体两侧的阳性信号增多;到体节发生期,阳性信号细胞分布于胚体两侧的侧板中胚层,随着体节的发生这些细胞沿背腹轴向腹部运动;发育到孵出期时,到达了发育中的原始生殖嵴。本研究首次使用dnd作为一种较为可靠的大黄鱼生殖细胞标记,揭示了大黄鱼原始细胞的起源与迁移,为大黄鱼生殖细胞发生发育及养殖大黄鱼的育性控制的研究奠定了一定的基础。     

似刺鳊鱼句胚胎发育的形态观察

通过对似刺鳊鱼句胚胎发育的连续观察,研究了似刺鳊鱼句胚胎发育的时序和特点。结果显示,似刺鳊鱼句的受精卵呈浅黄绿色且透明,直径为(3.42±0.06)mm,相对密度大于水,属沉性卵。根据胚胎的主要特征,胚胎发育分为胚盘形成、卵裂、囊胚、原肠胚、神经胚、器官形成和出膜等7个阶段及27个发育时期。在水温(18.4±3.7)℃条件下,受精后2 h 18 min胚盘形成,3 h 32 min进入卵裂期,11 h 12 min进入囊胚期,23 h 57 min进入原肠期,35 h 16 min开始形成神经胚,42 h 12 min开始形成器官,90 h 41 min仔鱼孵出。刚孵出的仔鱼全长为(6.95±0.05)mm,从受精到孵化出膜总积温为1817.8℃·h。     

团头鲂Toll样受体Ⅱ基因的克隆与表达分析

为了研究团头鲂(Megalobrama amblycephala)TLR2(ma TLR2)在抗嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)感染中的作用,本实验克隆了ma TLR2基因的c DNA全长。结果显示:ma TLR2基因c DNA的全长包括2923 bp,编码792个氨基酸。预测得到的ma TLR2的结构域包括一个信号肽、氨基端的亮氨酸重复基序(LRRs)、跨膜结构域(TM)和一个胞内的Toll/白介素(IL)-1受体区(TIR)。在嗜水气单胞菌感染后,团头鲂头肾中,TLR2的表达量在6 h时显著升高。TLR2下游相关的炎症细胞因子TNF-α的表达量也显著上调。结果表明ma TLR2在嗜水气单胞菌感染团头鲂后的免疫应答中起到了重要作用。     

日本沼虾蜕皮激素受体(EcR)的cDNA克隆及其在胚胎发育过程中的表达分析

从日本沼虾中克隆了cDNAs编码的蜕皮激素受体基因(MnEcR)核苷酸序列。将编码区中的配体结合域(LBD)氨基酸序列与甲壳纲和昆虫纲中已知EcR s的该区域进行比对,结果显示了高度的相似性,构建的系统进化树表明MnEcR与甲壳类物种的同源性要高于昆虫类物种。采用RT-PCR技术对MnEcR转录本在组织中的表达进行检测,结果显示在所有检测的组织中均有表达,并且在眼、头胸甲下的表膜和卵巢中表达尤为突出。接着采用实时RT-PCR技术对MnEcR转录本在胚胎发育各期的表达情况进行分析,结果显示从卵裂期到原肠期的表达水平逐渐上升,从前无节幼体期开始至后无节幼体期表达水平呈显著的增加,并在后无节幼体期时达到最大,随后在前溞状幼体期和溞状幼体期表达水平又显著下降。由此说明MnEcR可能作为与胚胎发生相关的某些蜕皮甾类信号分子的媒介物,并间接说明在胚胎发生中某些蜕皮甾类参与了重要的生理反应。     

赤点石斑鱼Toll样受体 (TLRs)基因家族的鉴定、进化与表达

为研究赤点石斑鱼Toll样受体（Toll-like receptors, TLRs）的进化、分布及表达模式，本研究基于已公开的赤点石斑鱼基因组和转录组数据，利用blast、系统进化与共线性等生物信息学方法，分析赤点石斑鱼TLRs基因家族的系统进化、染色体分布及在各组织中的表达模式。结果显示，在赤点石斑鱼中共鉴定出17个TLR基因，这些基因分为5个亚家族（TLR1、TLR3、TLR5、TLR7和TLR11），分别分布在24条染色体中的11条染色体上；17个TLR基因在赤点石斑鱼不同组织中具有不同的表达模式，然而，位于相同染色体上的TLR基因的不同拷贝则存在相似的表达模式。其中EaTLR18-1与EaTLR18-2均位于9号染色体上，二者的表达模式高度相似，均在心脏中高表达；同位于20号染色体上的EaTLR2-1a与EaTLR2-1b的表达模式也高度相似，均在脑中高表达；EaTLR5M与EaTLR5S同位于14号染色体上，二者不仅具有高度相似的LRR结构域，且在不同组织中的表达水平也高度相似；而位于18号染色体的EaTLR7与EaTLR8和位于4号染色体的EaTLR2-2与EaTLR3，其表达模式却存在明显差异。研究结果可为鱼类Toll样受体系统进化分析提供参考数据，也为进一步研究赤点石斑鱼Toll样受体基因的功能奠定基础。     

卵形鲳鲹TLR13基因的克隆、表达分析和亚细胞定位研究

Toll样受体(Toll-like receptor, TLR)是一种古老的先天性免疫受体，参与病原体相关分子模式识别，对维持免疫稳态和预防感染至关重要。本研究克隆和鉴定了卵形鲳鲹(Trachinotus ovatus) TLR13基因(命名为ToTLR13)，其开放阅读框(ORF)为1 269 bp，编码422个氨基酸，等电点为8.13。保守结构域分析显示，ToTLR13含有跨膜结构域(TM)、LRR结构域和TIR结构域，符合TLR家族的典型特征。通过建立TLR13保守域三级结构发现，ToTLR13与小鼠(Mus musculus)和大黄鱼(Larimichthys crocea) TLR13功能结构域的蛋白三级结构具有较高重叠性。多序列比对显示，ToTLR13与其他硬骨鱼TLR13具有较高的相似性，与其他纲物种的序列相似性较低。系统进化树结果显示，ToTLR13与硬骨鱼TLR13聚在一起，其中与鞍带石斑鱼(Epinephelus lanceolatus)最为接近，与哺乳动物、两栖类和贝类相分离。实时荧光定量PCR (Real-time fluorescence quantitative PCR, RT-qPCR)分析显示，ToTLR13在健康卵形鲳鲹的心、鳃、肾、头肾、肝、脾、脑和肌肉中普遍表达，其中鳃的表达量最高，其次是脾。ToTLR13在其鳃、脾、肝和肾免疫相关组织中的表达情况呈现出不同程度的上调，提示其经无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)和溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)免疫刺激后可能激活了炎症反应，启动了先天性免疫反应。亚细胞定位显示，ToTLR13定位于A549细胞质。本研究表明，ToTLR13在抵御病原菌免疫应答过程中可能发挥重要的作用，研究结果可为阐明脊椎动物TLRs的功能进化史提供基础资料。     

KK-42对日本沼虾表皮蛋白基因MnCP-1表达的上调效应

为探讨KK-42显著缩短日本沼虾(Macrobrachium nipponense)蜕皮周期的可能机制,本研究采用RACE技术首次从头胸甲中获得了一个含几丁质结合-4(chitin_bind_4)结构域的表皮蛋白(cuticle proteins,CPs)c DNA基因全长,命名为Mn CP-1。该序列全长604 bp,可编码122个氨基酸。氨基酸序列比对显示,Mn CP-1与普通黄道蟹(Cancer pagurus,P81576.1)相似性最高(61%)。系统进化分析发现,Mn CP-1与地中海实蝇(Ceratitis capitata)聚类为一支。Real-time PCR结果显示,头胸甲中Mn CP-1在蜕皮前期晚期(D3-4期)和蜕皮后期(A期)的表达量较高,而在蜕皮间期(C期)和蜕皮前期早期(D0-2期)的表达量较低。KK-42处理能显著上调C期和D0-2期Mn CP-1的表达,在处理后6、24和48 h,其mRNA表达水平较对照组高3倍以上。结果表明,头胸甲上皮细胞Mn CP-1的表达与蜕皮周期有关,KK-42可显著上调C期和D0-2期Mn CP-1的表达。     

脊尾白虾VgR基因克隆及其在卵巢发育过程中的表达分析

为了解卵黄蛋白原受体(vitellogenin receptor,Vg R)在脊尾白虾卵巢发育中的作用,采用同源克隆和RACE技术,克隆了脊尾白虾Vg R基因全长c DNA序列,用实时荧光定量PCR方法分析了Vg R基因在雌虾不同组织、卵巢发育不同时期的表达特征。结果显示,脊尾白虾Vg R基因全长5892 bp,开放阅读框5661 bp,编码1886个氨基酸。脊尾白虾Vg R具有低密度脂蛋白受体(LDLR)家族典型结构特征,属于LDLR家族,进化上与日本沼虾等甲壳动物Vg R亲缘关系最近,然后与昆虫Vg R分支聚为一支,而与LDLR家族中其他成员亲缘关系较远。脊尾白虾Vg R在各组织中均有表达,但主要在卵巢内表达。随着卵巢的发育,卵巢Vg R表达量逐渐升高,在III期达到最大,与肝胰腺Vg表达量、血液Vg浓度变化趋势相一致;而在卵巢成熟时,卵巢Vg R表达量降到了最低,与肝胰腺Vg表达情况截然相反;排卵后的恢复期,血液中Vg浓度仍维持在较高水平,卵巢Vg R表达量又升至III期水平,同时卵巢Vg表达量也升至最高。由此可见,甲壳动物与昆虫Vg R起源于同一祖先,但在进化上已形成独立一支;脊尾白虾卵巢成熟前,卵巢主要通过Vg R介导作用摄取血液中Vg,以供卵巢快速成熟;卵巢成熟期,肝胰腺呈现补偿性合成Vg,以尽快恢复其营养储备功能;卵巢恢复期,卵巢通过Vg R介导摄入外源Vg和内源合成Vg两种途径,为卵巢二次发育提供营养物质。     

合浦珠母贝表皮生长因子样(EGF-like)基因的克隆与表达分析

为探究表皮生长因子(epidermal growth factor,EGF)在合浦珠母贝幼体发育以及组织生长过程中的作用,实验通过RACE技术克隆了合浦珠母贝EGF-like基因并做了相应的表达分析。实验结果获得cDNA全长序列4 107 bp,命名为Pf-egf1,开放阅读框(ORF)702 bp,编码234个氨基酸,包含一个信号肽序列和一个跨膜结构域,功能结构域分析发现Pf-egf1具有一个EGF-like结构域,有6个半胱氨酸残基,由3个二硫键维持,是表皮生长因子家族及其相关蛋白的特征结构域,但其余序列与现有相关基因序列差异较大,推测可能是一个新的EGF-like基因。表达结果显示,Pf-egf1 mRNA在合浦珠母贝外套膜、闭壳肌、鳃、肝胰腺、珍珠囊、肠和性腺中均有表达,在肠中的表达显著高于其他组织;在合浦珠母贝幼体发育的担轮期、D型期、壳顶期、眼点期和变态期的表达呈现逐渐升高的趋势,并且其在变态期的表达量极显著地高于其他时期。上述结果表明,Pf-egf1基因可能在合浦珠母贝肠道修复和幼虫变态发育阶段起着重要作用,为进一步开展育珠与生长调控奠定了基础。     

三疣梭子蟹核受体基因HR38的克隆及其在蜕皮中的表达分析

采用RACE技术,克隆出三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)核受体基因HR38的c DNA全长,命名为PTHR38。该基因c DNA序列全长为2950 bp,5′和3′非编码区(UTR)长分别为101 bp和551 bp,开放阅读框(ORF)长2298 bp。推测编码765个氨基酸,预测分子量为84.2 k D,理论等电点为6.3。生物学分析预测,PTHR38基因编码的蛋白属于不稳定蛋白,不具有跨膜结构域。同源性分析表明,PTHR38基因编码的氨基酸序列与大型溞(Daphnia magna)的同源性最高。实时荧光定量分析表明,PTHR38基因在蜕皮周期的各个组织中均有差异表达,在眼柄中表达差异最大。去除单侧眼柄后,PTHR38的表达量在整体上呈现不同程度的上升趋势。