中华绒螯蟹Akt基因的cDNA克隆、序列分析及表达特征

为研究Akt基因在中华绒螯蟹蜕壳前后肌肉生长过程中的功能,应用RACE技术克隆得到编码中华绒螯蟹Akt(命名为Es Akt)的全长为2 200 bp的c DNA序列,包括159 bp的5′非翻译区(5′-UTR)、496 bp的3′非翻译区(3′-UTR)和长度为1545 bp编码514个氨基酸的编码序列。蛋白质结构域分析显示Es Akt含有丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族的3个特征性保守结构域。多序列比对和系统发育分析显示,Es Akt与中国明对虾、凡纳滨对虾的Akt序列一致性都为0.889,在系统发育树中节肢动物Akt形成一个分支。应用荧光定量RTPCR技术分析Es Akt在性成熟中华绒螯蟹各组织及幼体不同蜕壳时期不同部位肌肉组织中转录水平上表达量的变化。结果显示,Es Akt在性成熟个体的肝胰腺、眼柄、表皮、卵巢、精巢、心脏、螯足、鳃、三角膜等组织中均有表达,其中卵巢、眼柄和精巢中表达量较高,肝胰腺中表达量最低。在幼体不同蜕壳时期不同部位的肌肉中,Es Akt表达量变化不同,步行足肌肉组织中Es Akt m RNA无显著的统计学差异。腹部肌肉组织中Es Akt m RNA水平在蜕壳前晚期D3~D4期表达量显著高于蜕壳后A~B期和蜕皮间期C期。螯足肌肉在蜕壳前晚期D3~D4期急剧下调,蜕壳后A~B期开始表达量显著升高,直至蜕皮间期C期。研究表明,Es Akt在中华绒螯蟹蜕壳过程中不同部位肌肉组织中的表达量变化与蜕壳周期密切相关,说明Es Akt参与中华绒螯蟹蜕壳诱导的肌肉萎缩、生长及重建过程。     

中华绒螯蟹Smad3(EsSmad3)的cDNA克隆、序列分析及表达特征

为了研究Smad基因在中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)蜕壳前后肌肉生长过程中的功能,应用RACE技术克隆得到编码中华绒螯蟹Smad3(命名为Es Smad3)的cDNA全长序列2021 bp,包括36 bp的5′非翻译区(5′-UTR)、656 bp的3′非翻译区(3′-UTR)和编码442个氨基酸的开放阅读框。蛋白质结构域分析显示EsSmad3含有MH1和MH2两个特征性保守结构域。多序列比对显示,EsSmad3与人、斑马鱼、黑腹果蝇中的同源蛋白序列一致性分别为0.679、0.691、0.619。应用荧光定量RT-PCR技术分析EsSmad3在性成熟中华绒螯蟹各组织及幼体不同蜕壳时期不同部位肌肉组织中转录水平上表达量的变化。结果显示,Es Smad3在性成熟个体的肝胰腺、眼柄、表皮、卵巢、精巢、心脏、螯足、鳃、三角膜等组织中均有表达,其中眼柄和精巢中表达量较高,心脏和肝胰腺中表达量最低。在幼体不同蜕壳时期的不同部位的肌肉中,Es Smad3表达量变化不同:步行足肌肉组织中EsSmad3 mRNA表达在蜕壳间期高于蜕壳前D_(3–4)期和蜕壳后A~B期,但无显著的统计学差异(P0.05)。螯足肌肉在蜕壳前晚期D_(3–4)期急剧下调(P0.05),蜕壳后A~B期开始表达量显著升高(P0.05),直至蜕皮间期C期。腹部肌肉组织中EsSmad3m RNA水平在蜕皮间期C期显著高于蜕壳后A~B期,这种上调一直持续到蜕壳前晚前期D_(3–4)。上述结果表明,Es Smad3在中华绒螯蟹蜕壳过程中不同部位肌肉组织中的表达模式与蜕皮周期密切相关,推测Es Smad3参与了中华绒螯蟹蜕壳诱导的肌肉萎缩、生长及重建过程。     

中华绒螯蟹RXR基因全长cDNA克隆及表达分析

维甲类X受体(retinoid X receptor,RXR),属于核受体超家族(nuclear receptor super family)成员,是一种重要的调控因子,对甲壳动物生长发育和繁殖具有十分重要的作用。本研究根据陆地蟹 RXR基因保守区序列设计上下游引物,采用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)以及cDNA末端快速扩增(RACE)技术克隆中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)RXR基因并进行各组织间的表达分析。序列分析表明中华绒螯蟹RXR cDNA全长1517bp,编码433个氨基酸。经BLASTn和BLASTx分析表明,中华绒螯蟹RXR氨基酸序列与陆地蟹RXR基因的氨基酸序列相似性最高,为96%。系统进化树分析显示,中华绒螯蟹RXR的氨基酸序列与陆地蟹RXR聚为一支。荧光定量PCR结果显示,RXR在所有检测的组织中均有表达,且在中华绒螯蟹Y器官中表达量最高,肝胰腺、鳃和肌肉中有少量表达,心脏、胃、肠、胸神经节和脑神经节中微量表达。在中华绒螯蟹不同蜕皮时期中,Y器官中RXR表达量在D期最高,与AB期、C期呈显著性差异（P＜0.05）;肌肉中RXR在AB期表达量最高,与其他蜕皮时期呈显著性差异（P＜0.05）;肝胰腺和鳃中RXR在AB期表达量最高,E期表达量最低,但各蜕皮时期表达量之间差异不显著。     

中华绒螯蟹铁蛋白基因的克隆及表达分析

铁蛋白普遍存在于生物体内,具有铁离子解毒和储存等功能。在构建脂多糖刺激的中华绒螯蟹cDNA文库的基础上,获得了中华绒螯蟹铁蛋白基因EsFer的cDNA序列,其全长为1 118 bp,包含480 bp的开放阅读框,推测编码的蛋白质为159氨基酸,其5′ 和3′ 端的非编码区分别为178 bp和461 bp,预测的分子量为18.3 ku,理论等电点为5.81,在15~37 aa处有一个跨膜螺旋。在5′ 非编码区核甘酸序列的135~162的位置有个特殊的结构,即铁反应元件(iron response element,IRE)。通过荧光定量PCR的方法研究了铁蛋白基因在中华绒螯蟹的组织表达分布,以及经脂多糖刺激后在血淋巴、肠和肝胰腺组织中的表达变化,发现EsFer在中华绒螯蟹血淋巴、肌肉、肠、鳃、心脏、性腺、肝胰腺等组织器官中都有表达,在肝胰腺的表达量最高,血淋巴中表达量最低。经脂多糖诱导后EsFer在血淋巴、肠和肝胰腺呈上调表达。     

草甘膦对中华绒螯蟹幼蟹的毒性影响

为研究水稻种植过程中常用除草剂草甘膦对中华绒螯蟹幼蟹的毒性作用,通过48 h半静水法测定草甘膦对中华绒螯蟹的半致死浓度(LC₅₀)和安全浓度(SC),并据此结果设定28 d慢性试验浓度,测定中华绒螯蟹的死亡率、蜕壳率和平均蜕壳天数,以及肝胰腺组织学变化。试验结果表明,急性毒性试验中,草甘膦12、24、36、48 h对中华绒螯蟹的半致死浓度分别为18.91、16.67、13.99、12.09 mg/L,安全浓度为1.9 mg/L;慢性毒性试验中,相比对照组,试验组草甘膦浓度达到0.6 mg/L后中华绒螯蟹的死亡率显著升高,草甘膦浓度达到0.3 mg/L时中华绒螯蟹的蜕壳率显著降低,各组间平均蜕壳时间统计学显示无明显差异,但组织学试验表明,中华绒螯蟹长时间暴露于低于安全浓度的草甘膦中依然会造成肝胰腺的损伤。     

Akt在中华绒螯蟹免疫中的功能

Akt作为PI3K-AKT 信号通路的核心分子,在细胞增殖、代谢、发育和存活等过程中发挥重要作用。本研究采用特异性引物及PCR技术,克隆获得了中华绒螯蟹Akt基因 (EsAkt)并进行生物信息学分析,实时定量PCR技术检测了EsAkt在中华绒螯蟹不同组织和不同免疫刺激后的表达水平,免疫荧光技术检测了EsAkt蛋白的细胞定位,双链RNA干扰技术分析了EsAkt干扰后凋亡基因的变化。结果显示,EsAkt分子包含PH结构域、中心催化结构域 (S_TKc)和羧基端疏水结构域 (S_TK_X) 3个保守的结构域。EsAkt在所有被检测的组织中呈现组成型表达,且在免疫相关组织 (如肝胰腺、鳃和血淋巴细胞)中的表达量显着高于胃和肠道。EsAkt蛋白主要以弥散状的形式分布在细胞质中。中华绒螯蟹注射脂多糖 (LPS)和嗜水气单胞菌后,显著诱导EsAkt转录本的表达,LPS免疫刺激12 h后,EsAkt响应达到峰值,为对照组的4.35倍,刺激48 h后,EsAkt的mRNA表达水平有所降低,但仍是对照组2.62倍。嗜水气单胞菌免疫刺激6 h后,EsAkt响应达到峰值,为对照组的9.05倍,刺激48 h后,EsAkt的mRNA表达量回落到正常水平。双链RNA干扰EsAkt后,EsAkt的mRNA表达量为对照组的0.38倍,而凋亡相关基因EsCaspase-3-like表达水平显著上调,为对照组的2.69倍。研究表明,EsAkt基因在中华绒螯蟹免疫中发挥重要作用,参与了机体对细菌引起的免疫应激过程。本研究丰富了中华绒螯蟹PI3K-AKT信号通路研究的基本资料,为进一步研究甲壳动物免疫防御机制奠定了基础。     

中华绒螯蟹延伸因子EF-1δ基因全长cDNA克隆及表达

根据非洲爪蟾延伸因子-1δ(elongation factor-1δ,EF-1δ)基因的保守序列设计引物,采用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)以及cDNA末端快速扩增(RACE)技术克隆出中华绒螯蟹EF-1δ基因并进行各组织间的表达分析.序列分析表明,中华绒螯蟹EF- 1δ cDNA全长933 bp,编码263个氨基酸,经BLASTN和BLASTX软件分析表明,此EF-1δ cDNA核苷酸序列与非洲爪蟾EF-1δ核苷酸序列的同源性最高,其相似性为70％;所编码的氨基酸序列与大红斑蝶EF-1δ的氨基酸序列相似性为54％.聚类分析表明,中华绒螯蟹EF-1δ的氨基酸序列与鱼虱EF-1δ聚为一支.荧光定量PCR结果显示,EF-1δ在正常成熟中华绒螯蟹肌肉中表达量最高,精巢、肝胰腺中有少量表达,心脏、卵巢、胃、肠、鳃中有微量表达.不同发育状态的中华绒螯蟹EF-1δ在肌肉组织中表达量均显著高于肝胰腺和鳃组织中表达量(P＜0.05);3个不同发育状态蟹EF-1δ在肌肉中的表达量也呈显著性差异(P＜0.05),在早熟蟹肌肉中表达量最高,正常成熟蟹肌肉中次之,幼蟹肌肉中最低;不同发育状态蟹EF-1δ在肝胰腺和鳃组织中的表达没有显著差异(P＞0.05).     

中华绒螯蟹细胞色素CYP2基因的克隆与表达分析

为研究细胞色素CYP2基因在中华绒螯蟹蜕皮及生长发育中的作用,本试验通过逆转录聚合酶链式RT-PCR反应以及cDNA末端快速扩增RACE技术获得了中华绒螯蟹CYP2基因cDNA全长。用实时荧光定量PCR技术,分析该基因在中华绒螯蟹蜕皮过程中各组织的相对表达量。试验结果显示,中华绒螯蟹CYP2的cDNA全长1772bp,编码491个氨基酸序列,包括一个84bp的5′端非编码区,一个212bp的3′端非编码区、一个1475bp的开放阅读框,经BLAST比对,该核苷酸序列与岸蟹、三疣梭子蟹的相似性分别为66%、64%。实时荧光定量PCR结果显示,中华绒螯蟹蜕皮前,CYP2基因在鳃中的表达量相对最高;在肝胰脏、肌肉中表达量略低于鳃;在Y器官、眼柄、胸神经节、脑神经节、肠中少量表达;在心和胃中表达量最低。中华绒螯蟹在不同的蜕皮时期中,通过荧光定量试验得出,肝胰脏中CYP2基因表达量在蜕皮前期和蜕皮期最高;眼柄中CYP2基因表达量从蜕皮期到蜕皮后期有上升趋势;鳃中CYP2基因表达量在蜕皮前期最高;Y器官、脑神经节和肠中CYP2基因表达量在蜕皮期最高;肌肉中CYP2基因表达量在蜕皮前期最高;胸神经节和胃中CYP2基因表达量在蜕皮后期最高;Y器官中CYP2基因在蜕皮前期表达量高于蜕皮后期和蜕皮期。以上试验结果表明,CYP2对中华绒螯蟹蜕皮生长中的调控可能起到重要作用。     

欧、美中华绒螯蟹源于中国长江水系中华绒螯蟹的遗传证据

用包括Z2和Opp17两个10碱基随机引物在内的10个引物,对来自荷兰斯科克莱（Skodely)、美国加州圣何塞（San Jose)的中华绒螯蟹群体与中国长江水系中华绒螯蟹群体进行RAPD遗传比较分析。结果发现：（1）中华绒螯蟹群体特有的Z2引物扩增的700bp标记带（Z2^700bp）,在荷兰与美国2个中华绒螯蟹群体中同时出现,而不出现日本绒螯蟹南流江种群中特有的880bp标记带（Z2^880bp）,表明欧洲、美国中华绒螯蟹与中国中华绒螯蟹为同种Eriocheir sinensis,而非日本绒螯蟹Eriocheir japonicus;（2）Opp17引物扩增的947bp片段在中国长江、荷兰及美国3个中华绒螯蟹群体内的出现频率均达100%。结合Z2引物扩增结果,欧洲与美国中华绒螯蟹群体极可能是从中国长江水系中华绒螯蟹引入繁衍的。     

秋季不同时期上市中华绒螯蟹可食率和品质比较

为全面了解中华绒螯蟹（Eriocheir sinensis）可食率和品质差异，对秋季不同时期上市的中华绒螯蟹可食率和品质进行了比较。在种植了伊乐藻（Elodea nuttallii）的池塘中，按照生态健康养殖的方法，养殖中华绒螯蟹扣蟹至成蟹。采用解剖和生化组成分析等方法探究秋季不同时期中华绒螯蟹的可食率、常规营养成分、脂肪酸和游离氨基酸组成及其含量。结果表明：（1）不论是雌体还是雄体，9月和10月肝胰腺指数（HSI）和性腺指数（GSI）均存在显著性差异（P<0.05），出肉率（MY）、总可食率（TEY）和肥满度（CF）则无显著性差异（P>0.05）。仅HSI指标9月高于10月，其余指标均是10月较高。（2）9月和10月常规营养成分无显著差异项（P>0.05）较多，但雌体肝胰腺中水分、总脂，性腺中总脂，肌肉中水分和粗蛋白含量存在显著性差异（P<0.05）；雄体性腺中粗蛋白、总脂、灰分，肌肉中总脂含量存在显著性差异（P<0.05）。（3）9月和10月成蟹肝胰腺中仅1种脂肪酸含量差异显著（P<0.05），占比为1/52，其余脂肪酸含量均无显著差异（P>0.05）；性腺中仅2种脂肪酸显著差异（P<0.05），占比为2/52，其余均无显著性差异（P>0.05）；肌肉中11种脂肪酸显著差异（P<0.05），占比为11/52，其余均无显著差异（P>0.05）。（4）9月和10月成蟹性腺中1种游离氨基酸显著差异（P<0.05），占比为1/52，其余均无显著性差异（P>0.05）；肌肉中仅雄体牛磺酸（Tau）、丙氨酸（Ala）和亮氨酸（Leu）差异显著（P<0.05），占比为3/52，其余均无显著性差异（P>0.05）。综上所述，中华绒螯蟹10月GSI、MY、TEY和CF高于9月，常规营养成分存在一定差异，性腺中脂肪酸和游离氨基酸含量差异较小，而肌肉中脂肪酸含量差异较大。整体上10月中华绒螯蟹可食率和品质要优于9月。