仿刺参线粒体全基因组序列结构及比较研究

利用已构建的仿刺参cDNA文库得到的线粒体DNA(mtDNA)相关基因序列设计扩增引物,测定了大连仿刺参线粒体基因组全序列,并对其进行了基因构成和进化分析。仿刺参线粒体基因组序列长16 109bp,其基因构成与其他后口动物基本一致,包括37个基因(2个rRNA基因、22个tRNA基因和13个蛋白质编码基因)和3个主要的非编码区。在其37个基因中,ND6、tRNASer(AGN)、tRNAGln、tRNAAla、tRNAVal、TrnaAsp位于L链上,其余均位于H链上。在13个蛋白质编码基因中,除ND1的起始密码子为GTG外,其余均以ATG作为起始密码子;除Cytb以"T"作为终止密码子外,其他蛋白质基因均具有完全的终止密码子,且在已知的棘皮动物线粒体蛋白质基因中,部分基因的起始和终止密码子表现出一定的纲内特异性。比较分析了大连、青岛、威海仿刺参线粒体基因组,三者的基因组成和排列相同,碱基组成相近,蛋白质编码基因的起始和终止密码子完全一致,但存在核苷酸和氨基酸序列的差异。三者的控制区序列存在多个插入/缺失和SNP位点。根据COI、Cytb和ND4计算了三者之间的遗传距离为0.006～0.018,遗传距离分析和系统进化关系分析都显示青岛仿刺参和威海仿刺参的关系较大连仿刺参更近。     

海参纲线粒体基因组特征分析及分子标记探讨

通过常规PCR和长PCR扩增获得仿刺参的线粒体DNA,进而采用鸟枪法测序、序列拼接获得仿刺参的线粒体基因组全序列.结合瓜参、拟刺参、海参及另外一个仿刺参的线粒体基因组,初步揭示了海参纲线粒体基因组的基本特征.檐手目的3个物种(仿刺参、拟刺参和海参)线粒体基因组的基因排列完全一致,且与海胆纲物种线粒体基因组的基因排列相同.隶属于枝手目的瓜参线粒体基因组的基因排列与其他海参线粒体基因组相比,发生6个tRNA基因的易位.海参纲线粒体基因组主编码基因的变异特征分析揭示了在海参类线粒体基因组所有的主编码基因中,coxl基因多态位点的比例最低,仅为29.46%;nad2、nad4、nad5三个基因的多态位点不仅比例较高,而且基因的长度较长,从而拥有最多的多态位点.因此,nad2、nad4和nad5基因可以coxl基因辅助的分子标记.     

刺参“参优1号”

<正>一、品种概况(一)培育背景刺参(Apostichopus japonicus Selenka),又称仿刺参,分类地位为棘皮动物门(Echinodermata),游走亚门(Eleutherozoa),海参纲(Holothuroidea),楯手目(Aspidochirota),刺参科(Stichopodidae),仿刺参属(Apostichopus),自然分布于北纬35°到44°的西北太平洋沿岸,分布区域北起俄罗斯远东沿海,经过日本海、朝鲜半岛到我     

滁州鲫(Carassius auratus)线粒体全基因组序列分析及系统进化

为探讨天然三倍体滁州鲫的系统进化地位，采用直接测序法获得滁州鲫线粒体基因组。其序列全长为16581 bp，碱基组成为31.6% A、26.2% T、16.1% G和26.1% C，包括13个蛋白质基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因和1个非编码区，各基因的位置及组成与已公布的鲤科鱼类一致。除tRNA-Ser (AGY)外，其他21个tRNA的二级结构均具有典型的三叶草结构；13个蛋白编码基因中，除COⅠ起始密码子为GTG外，其余均以ATG为起始密码子；COⅡ、ND3、ND4和Cytb基因的终止密码子为不完整的T，其他9个基因均具有完整的终止密码子TAA或TAG。序列分析表明，滁州鲫与其他鲫属鱼类(方正银鲫A系和D系、鲫、淇河鲫、萍乡肉红鲫、黑鲫、日本白鲫和日本银鲫)在线粒体基因组上均具有较高的序列同源性(>94%)。以鲤(Cyprinus carpio haematopterus)为外类群，基于线粒体13个蛋白质基因的核苷酸与氨基酸序列构建上述鲫属鱼类的系统进化树，结果显示，滁州鲫与方正银鲫亲缘关系最近，与黑鲫最远。综合以上研究结果，认为滁州鲫应为银鲫亚种的一个地方种群。     

黄带拟鲹线粒体基因组测序及鲹科鱼类系统发育分析

摘要: 为深入开展黄带拟鲹种质鉴定、分类及遗传进化等研究,通过二代高通量测序与生物信息学分析,揭示了黄带拟鲹(Pseudocaranx dentex)线粒体基因组全序列基因结构及鲹科鱼类系统发育特征。结果显示,黄带拟鰺线粒体基因组为典型的环状DNA结构,序列全长为16 570 bp,碱基组成分别为A(27.2 %)、G(17.18%)、C(30.24%)和T(25.38%),包括13种蛋白编码基因,22个tRNA基因,2个rRNA基因,除ND6、tRNAGln、tRNAAla、tRNAAsn、tRNACys、tRNATyr、tRNASer、tRNAGlu、tRNAPro外,其余基因均在H链上编码,且基因组存在多处重叠区域。除CO Ⅰ和ND5的起始密码子分别为ATC和ATA外,其余11个蛋白编码基因的起始密码子均为ATG,以典型的TAA和TAG为终止密码子,在Cyt b中存在不完全终止密码子T;黄带拟鲹线粒体基因组全序列与蛋白编码基因的A+T含量分别为52.58%和51.55%,非编码控制区(D-loop)A+T富含61.69%,具有明显的AT偏好性。除tRNASer-(GCT)外,其余21个tRNA均含典型三叶草二级结构。为进一步研究黄带拟鲹系统进化特性,通过与18种鲹科鱼类线粒体基因组全序列及16S rRNA基因构建系统进化树显示,黄带拟鲹与高体若鲹同属一个分支,亲缘关系最近。结果可为黄带拟鲹物种鉴别、遗传多样性评价与保护提供技术依据。     

瘤背石磺线粒体基因组全序列分析

采用LA-PCR技术对瘤背石磺线粒体基因组全序列进行了测定和分析。结果表明,瘤背石磺线粒体基因组序列全长13 957 bp,由22个tRNA、2个rRNA、13个蛋白编码基因和19个长度为2~138 bp的非编码区组成。4个蛋白质编码基因和8个tRNA基因从L链编码,其余基因均从H链编码。蛋白质基因的起始密码子,除ND2为TTG以外,均为典型的起始密码子ATN。COⅢ和Cytb基因使用了不完全终止密码子T,其余基因均使用典型的TAA或TAG。预测了22个tRNA基因的二级结构,发现tRNA^Ser缺少DHU臂,tRNA^Ser和tRNA^Thr的反密码子环上有9个碱基,而不是通常的7个碱基。最长的非编码区含有类似于tRNA的二级结构。基于线粒体基因组编码的13个蛋白质的氨基酸序列,用NJ、MP、ME和UPGMA法构建系统进化树。分析6种软体动物之间的亲缘关系,结果与传统的系统分类基本一致。研究初步确定瘤背石磺与平疣桑椹石磺的亲缘关系比与凯尔特石磺的亲缘关系近。     

优劣干海参的鉴别

仿刺参(Apostichopus japonicus Liao),俗称海参、刺参属棘皮动物门(Echinodermata)、海参纲(Holothurcidea)、楯手目(Aspidochirotida)、刺参     

玻璃缺鳍鲶线粒体全基因组序列测定与分析

本文采用参照近缘物种线粒体基因组设计覆盖全基因组引物的方法构建并获得玻璃缺鳍鲶Kryptopterus vitreolus线粒体基因组全序列,分析其全序列特征和结构,为鲇形目鱼类的系统进化研究提供基础数据。结果表明,玻璃缺鳍鲶线粒体基因组全长16 662bp,碱基组成具有高AT含量的偏向性,结构组成和排列顺序和其他硬骨鱼基本一致,包括13个蛋白质编码基因、22个t RNA、2个r RNA和1个D-loop区。全基因组中除COX1以GTG为起始密码子外,其余12个编码蛋白的基因都以ATG开头。7个编码蛋白基因(ND1、Cox1、ATP8、ATP6、ND4L、ND5和ND6)以TAA终止,其余6个编码蛋白的基因没有完整的终止密码子。对玻璃缺鳍鲶线粒体基因组D-loop区的终止序列区、中央保守区和保守序列区的结构分析,识别5个保守序列(CSB-1、CSB-2、CSB-3、CSB-D和CSB-E)和一个潜在的终止序列E-TAS。利用玻璃缺鳍鲶分别与其他4种鱼的线粒体基因组全序列及13个编码蛋白基因的核苷酸序列进行比对分析。结果表明,玻璃缺鳍鲶与南方鲇Silurus meridionalis同源性最高,5种鱼线粒体基因组中COX1基因相对最保守,相似度为78.98%~92.78%。基于5个科12种鱼与2个外群物种的线粒体控制区(D-loop区)的核酸序列构建的系统进化树表明:玻璃缺鳍鲶独自一支且与鲇Silurus asotus和南方鲇亲缘关系最近。     

圆斑星鲽线粒体基因组全序列结构及其进化

利用圆斑星鲽(Verasper variegatus Temminck et Schlegel)和相关鱼类的部分线粒体基因序列,设计出6对扩增引物,通过PCR扩增产物直接测序和引物行走(Primer walking)法测定圆斑星鲽线粒体基因组全序列,并对其进行结构与进化分析。圆斑星鲽线粒体基因组序列长17273 bp,其基因序列及构成都与其他硬骨鱼基本相同,包括37个基因(2个rRNA基因、22个tRNA基因和13个蛋白质编码基因)和2个非编码区(控制区和WANCY区)。在22个tRNA基因中,tRNAGln、tRNAAla、tRNAAsn、tRNACys、tRNATyr、tRNASer(第2个)、tRNAGlu和tRNAPro的编码基因位于L链上,其余则位于H链上。在13个蛋白质编码基因中,除了COⅠ基因的起始密码子为GTG外,其余均以ATG为起始密码子。蛋白质编码基因包括具有完整TAA终止密码子的ND1,COⅠ,ATP8,ND4L,ND5,而其他蛋白编码基因则具有不完全终止密码子。在L链上,ND6是仅有的一个蛋白质编码基因。圆斑星蝶的控制区包含1个终止相关序列区(ETAS)、6个中央保守序列区(CSB-A、B、C、D、E、F)和3个保守序列区(CSB-1、2、3)以及长串联重复区(Tandemly repeat sequence)。用NJ法和MP法对5个目22种鱼mtDNA的13个蛋白质编码基因的氨基酸序列进行系统分析,结果显示,圆斑星蝶与石鲽关系最近,鲽形目的鲆、鲽类与鲈形目的科(Carangidae)、鲷科(Sparidae)鱼类亲缘关系较近,而同属于鲽形目的塞内加尔鳎(Solea senegalensis)没有和任何目聚在一起,成为一个独立的分支。圆斑星蝶的基因组全序列序列已提交到GenBank,登录号为DQ403797,控制区单元型序列的GenBank登录号为DQ834444~7。     

奥利亚罗非鱼线粒体基因组全序列测定与系统进化分析

采用LA-PCR(long amplification polymerase chain reaction)扩增方法获得奥利亚罗非鱼(Oreochromis aureus)线粒体基因组全序列.分析表明,序列全长16 632 bp,包括13个蛋白质编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因和1个长度为931 bp的主非编码区.A、T、G、C碱基的组成分别为27.89％、25.50％、15.62％、30.99％.基因排列与罗非鱼属的其他物种一致.13个蛋白质基因除COX1用TGT做起始密码子外,其他均以ATG为起始,终止密码子除COX2、Cyt b、ND4为不完整的T,其余基因均以典型的TAA做终止密码子.22个tRNA的二级结构都具有典型三叶草结构.系统发育分析显示,罗非鱼属与丽鱼科(Cichlidae)其他物种分开,聚为单系群,其中奥利亚罗非鱼与尼罗罗非鱼亲缘关系较近,莫桑比克非鱼和罗非鱼KM-2006亲缘关系较近.本研究旨在为进一步利用线粒体基因组分析罗非鱼群体遗传多样性、亲缘关系以及丽鱼科系统进化提供基础依据.     

几种饲料原料对刺参幼参生长和体成分的影响

研究了不同饲料原料对刺参Apostichopus japonicus(Selenka)幼参生长和体成分的影响.实验采用鱼粉、鼠尾藻Sargassum thunbergii Kuntze、浒苔Enteromorpha prolifera、海带Laminaria japonica和海泥5种主要原料配制的饲料投喂体长为4.18±0.23cm、体重为5.99±0.26g的刺参幼参,进行了为期80d的养殖实验.实验结束时,投喂鼠尾藻饲料、浒苔饲料和动物性饲料的刺参特定生长率(SGR)分别为95.36%/d、92.29%/d和84.87%/d.这三者之间无显著差异,但生长效果要好于投喂海带饲料和海泥饲料的刺参.实验结果表明,在特定的室内养殖条件下,虽然刺参能够更好地利用植物性蛋白,但是可以将动物性蛋白作为刺参的辅助性饲料成分,配制出营养更全面的配合饲料;浒苔作为刺参幼参的养殖饲料原料是完全可行的;海带粗加工产品不适于用做刺参饲料的主要成分.     

Complete mitochondrial DNA sequence of Atlantic horse mackerel Trachurus trachurus and molecular identification of two commercially important species T. trachurus and T. japonicus using PCR-RFLP

ABSTRACT:   To characterize and identify mitochondrial DNA (mtDNA) nucleotide sequence variation in two commercially important Trachurus species, Trachurus trachurus and T. japonicus , the complete mtDNA sequence of T. trachurus was determined. The T. trachurus mtDNA consists of 16 559 bp, containing 22 transfer RNA (tRNA) genes, two rRNA genes, and 13 protein-coding genes. Comparing the mtDNA nucleotide sequences of the Trachurus species, a polymerase chain reaction (PCR)-based restriction fragment length polymorphism (RFLP) method was developed to differentiate these two commercially important species. The primer pair Lt1-ND5 and Ht1-ND5, corresponding to ND5 , was designed to amplify a 360-bp fragment. Following digestion with Eco  RI, the PCR product for T. japonicus resulted in 93- and 267-bp fragments, while T. trachurus lacked a restriction site for Eco  RI. In contrast, after digestion with Hin  fI, the T. trachurus PCR product yielded 44-, 84-, and 232-bp fragments, while the T. japonicus product was not digested. The PCR-RFLP analysis established in the present study was useful for identifying T. trachurus and T. japonicus .     

基于SSR标记的刺参不同地理群体的遗传结构分析及指纹图谱构建

为分析中、韩、俄沿海刺参(Apostichopus japonicus)种质遗传结构，本研究采用SSR指纹图谱技术对中国青岛、烟台，韩国浦项、群山、木浦，俄罗斯符拉迪沃斯托克的不同刺参群体进行遗传多样性分析和指纹图谱构建。结果显示，13个微卫星座位的平均观测杂合度(Ho)和平均期望杂合度(He)分别为0.47和0.80。13个位点的多态信息含量(PIC)为0.465(AJ06)~0.909(AJ09)，除AJ06为中度多态性(0.250.50)。单个位点的等位基因数(A)为10(AJ06)~34(AJ07)，平均等位基因数为19.4个。各位点的有效等位基因共83.8个，各位点的有效等位基因数(Ne)为1.7(AJ06)~11.8(AJ09)，平均有效等位基因数为6.5。各群体遗传多样性分析结果显示，8个群体的PIC指数为0.6392(韩国木浦)~0.7122(中国青岛)，说明相应群体均具有较高的遗传多样性。构建的DNA指纹图谱可将所采集的8个群体区分开。遗传结构分析结果显示，8个刺参群体分配到3个自由交配群中，与UPGMA聚类分析结果相一致。UPGMA聚类分析结果显示，中国青岛、烟台群体与韩国木浦黑参群体聚为一支，俄罗斯刺参群体、韩国浦项黄参群体、韩国群山黑参群体和韩国浦项黑参群体聚为一支，而韩国浦项红参群体作为外群，单独聚为一支。刺参分群及聚类分析表明，不同群体的遗传结构及遗传分化情况不仅与地理位置相关，还与刺参体色有一定的相关性。本研究结果可为刺参种质资源保护及不同地理种群刺参的鉴别提供技术支撑。     

仿刺参纤维胶凝蛋白基因的分子特征及表达分析

纤维胶凝蛋白是非特异性免疫系统中的重要分子。通过转录组测序及cDNA末端快速克隆技术得到一条仿刺参纤维胶凝蛋白基因的全长cDNA序列,并将其编码的蛋白命名为仿刺参纤维胶凝蛋白-1。获得的基因cDNA全长为1951bp,其中5′-末端非翻译区为397bp,3′-末端非翻译区为666bp,开放阅读框为888bp,编码295个氨基酸,N端16个氨基酸为信号肽,信号肽后面有两个G-X-Y重复序列,C端为纤维蛋白素原结构域。采用实时荧光定量PCR方法分析了仿刺参纤维胶凝蛋白-1基因在仿刺参幼参不同组织及细菌脂多糖刺激后的时序表达规律,结果显示仿刺参纤维胶凝蛋白-1基因在仿刺参的肠道、呼吸树、体腔细胞和体壁均有表达,且肠道的表达量最高;脂多糖刺激后,4种组织的仿刺参纤维胶凝蛋白-1基因表达量均有变化,且以肠道和体壁表达量的变化最为显著;此外,仿刺参纤维胶凝蛋白-1基因在仿刺参4种组织中的表达量变化具有不同的时序性,表明仿刺参纤维胶凝蛋白-1可能在仿刺参免疫应答中起重要作用。     

刺参响应灿烂弧菌侵染的基因组DNA甲基化水平和转录组差异及其关联分析

为探讨病原菌胁迫下刺参(Apostichopus japonicus)基因组DNA甲基化水平和转录组表达的差异,本研究采用人工攻毒侵染胁迫,获得刺参化皮体壁组织,并以未攻毒组的健康体壁组织为对照,对刺参2种体壁组织进行全基因组甲基化测序(WGBS)和转录组高通量测序,解析刺参体壁基因组DNA甲基化差异,筛选响应病原胁迫的差异甲基化区域和差异表达基因。同时,通过基因组甲基化和转录组联合分析,筛选负相关关联基因,为解析刺参响应灿烂弧菌(Vibrio splendidus)侵染的分子机理提供基础数据。结果显示,刺参对照组和侵染组基因组总甲基化水平分别为(3.59±0.04)%和(3.87±0.27)%,侵染组甲基化水平显著升高;在发生甲基化的位点中,攻毒组和对照组的mCpG占比分别为83.06%和81.91%,mCpG为最主要的甲基化形式。本研究共筛选出差异甲基化区域(DMRs) 626 677个,注释到23 706个功能基因。转录组测序共检测到29 290个基因,筛选到差异表达基因496个,其中,上调基因214个,下调基因282个。在基因组甲基化与转录组的关联分析中,筛选到180个负相关关联基因,其中,差异甲基化区域位于启动子区域的负相关基因为60个。对负相关关联基因的GO和KEGG富集分析,筛选到相关通路和LRR、hsp20和CARD等关键基因。本研究将为解析刺参抗病的表观遗传调控机制提供数据,也为刺参抗病性状选育提供科学参考。     

Effects of Jerusalem artichoke powder on the growth performance,nonspecific immunity,and gastrointestinal microbiota of sea cucumber

This study investigated how Jerusalem artichoke powder (JAP) affected the growth, immunity, and gut microbiota of the sea cucumber, Apostichopus japonicus Selenka. Animals were fed diets containing antibiotic (1 ppm) or five levels of JAP (0, 2.5, 5, 10, and 15 g/kg). After the feeding trial, three sea cucumbers were sampled per tank to assay for immunity and gut microbiota composition. Dietary supplementation of 2.5 g/kg JAP significantly improved the growth rate and phenoloxidase activity of sea cucumbers. The diet containing 5 g/kg of JAP increased the survival rate and phagocytic activity, and the diet containing 15 g/kg of JAP increased the growth rate and total coelomocyte count of sea cucumbers. Moreover, exposure to antibiotics significantly changed the microbiota of sea cucumbers, while the JAP supplementation stimulated the development of microbiota communities, which could be more homogeneous. Supplementing the diets with 15 g/kg of JAP increased the growth of Rhodobacterales, and this may underlie the higher growth rate of sea cucumbers in this treatment. Considered together, our results suggest that supplementing the diet of sea cucumber with JAP may be beneficial for nonantibiotic farming of sea cucumber.     

3种不同体色刺参体壁营养成分的比较研究

本研究分别对青色、紫色和白色刺参(Apostichopus japonicus)体壁的营养成分，包括蛋白、脂肪、粗多糖、氨基酸组成、脂肪酸组成及微量元素进行了比较分析。结果显示，青色刺参蛋白含量显著低于紫色和白色刺参(P<0.05)，脂肪含量三者无显著差异(P>0.05)，青色刺参和紫色刺参的粗多糖含量高于白色刺参(P<0.05)。3种体色刺参检测出17种氨基酸，白色和紫色刺参氨基酸含量相对较高，为48%左右，而青色刺参体壁氨基酸含量为44%左右。紫色和白色刺参的赖氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、缬氨酸等氨基酸的含量均显著高于青色刺参(P<0.05)。亚油酸(LA)、花生四烯酸(AA)、二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)在3种刺参占较高比重，其中，LA作为重要必需脂肪酸在紫色和白色刺参中均显著高于青色刺参(P<0.05)，为青色刺参的4.6倍左右；紫色和白色刺参的AA含量也显著高于青色刺参(P<0.05)；而青色刺参中的EPA和DHA均显著高于紫色和白色刺参(P<0.05)。在检测的矿物质中，Fe在3种刺参中含量最高，紫色刺参Fe的含量显著低于青色和白色刺参(P<0.05)；青色刺参Mn的含量显著高于紫色和白色刺参(P<0.05)；白色刺参Cr的含量显著高于青色和紫色刺参(P<0.05)。研究表明，3种体色刺参的营养成分存在较大差异，均具有进一步开发利用价值。     

日本绒螯蟹ND2基因全序列测定与分析

动物线粒体DNA（mtDNA）具有比核DNA的进化速率快等特点，而被广泛地应用于生物的起源、演化和种群遗传学研究。完整的线粒体基因组包括37个基因：13个编码疏水性蛋白质亚基基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因。各基因排列紧密，不含内含子，且有些基因区域出现重叠。     

Consumption and Assimilation of Salmon Net Pen Fouling Debris by the Red Sea Cucumber Parastichopus californicus: Implications for Polyculture

Abstract Fouling debris composed of fish feces, excess fish food, algae, and other particulate organic matter can create environmental problems for aquaculture facilities that rear fish in ocean net pens. Accumulations of organic debris can clog the nets and restrict water circulation which in turn can stress fish. Experiments in which red sea cucumbers Parastichopus californicus were allowed to feed inside floating net pens at a salmon rearing facility in Southeast Alaska showed that sea cucumbers consumed fouling debris and cleared a significant amount of surface area on the nets (P < 0.0001). Sea cucumbers assimilated amino acids and other organic matter from fouling debris two to three times more efficiently than from their natural sediment diet. Muscle development of sea cucumbers consuming fouling debris inside the net pens was also significantly greater than that of sea cucumbers feeding in their natural environment (P < 0.0003). This work suggests that polyculture operations in which commercially important detritivores, like the red sea cucumber, are grown in net pens along with salmon could possibly convert the net from self-fouling to self-cleaning and could turn fouling debris into a marketable product (sea cucumber biomass).