高温胁迫条件下大菱鲆肾脏转录组研究

为探索大菱鲆(Scophthalmus maximus)耐高温的分子机制，筛选耐高温相关基因，采用高通量测序平台(IlluminaHiSeq-2500)分别对5个不同高温处理组的大菱鲆肾脏组织开展转录组测序，进行生物信息学分析，包括GO(基因功能注释)、SSR(简单重复序列)分析等。结果显示，通过组装得到Unigenes总数目为68525，长度范围为201~23456 bp，平均长度为1124 bp，N50长度为2316 bp。将Unigenes分别在Nr、Swissprot、KEGG、KOG、GO数据库进行序列比对及功能注释，共注释25498条，其中，Nr数据库注释到的Unigenes最多；按GO功能分类，共分为细胞组分、分子功能及生物学过程3类，包括56个功能组，其中，大量Unigenes与细胞进程、代谢过程、催化活性、生物调节、应激反应相关。将Unigenes进行pathway注释，归属于218条代谢通路，分为5类KEGG途径：代谢途径、遗传信息处理、细胞过程、环境信息和生物系统。进行转录因子分析，共检测到65类转录因子，其中，C2H2锌指蛋白家族的基因数目最多。通过对不同温度胁迫下基因表达谱结果进行分析，不同温度组之间存在着显著差异，在不同温度胁迫组中，20℃组与28℃组存在差异最大，差异基因达到4734个，其中，上调基因3386个，下调基因1348个。本研究建立了大菱鲆热应激肾脏转录组数据库，为大菱鲆高温胁迫分子机理研究提供了参考数据。     

急性盐度胁迫对日本黄姑鱼肌肉组织转录组的影响

盐度是影响鱼类各种生理活动的重要环境因素,为探讨急性盐度胁迫对经济海水鱼类日本黄姑鱼基因表达水平的影响,实验基于Illumina HiSeq~(TM) 2500高通量测序平台,对不同盐度条件下日本黄姑鱼幼鱼肌肉组织进行转录组测序并开展生物信息学分析。结果显示,高盐组、低盐组和对照组分别获得46 379 598、36 130 844和38 715 820条Clean reads,总碱基数分别为5.27、4.87和5.53 GB。经组装得到91 667条转录本,去冗余后拼接得到61 601条Unigenes。与对照组相比,高盐组和低盐组分别有2 230和1 377个差异Unigene上调,1 959和2 447个差异Unigene下调,随机选取6条差异表达基因进行实时荧光定量PCR验证,结果与转录组测序一致。通过对显著差异表达基因进行筛选,在高盐组和低盐组中分别发现21和41个差异表达基因与离子通道相关,共有的离子通道相关基因为15个,其中14个基因表达趋势一致。而在高盐组和低盐组发现的离子转运体基因分别为6和10个。GO功能富集分析发现,差异基因显著富集在蛋白酶体、补体激活方面,KEGG通路富集分析发现,差异基因富集在绑定、催化活性、信号传导和分解代谢等方面。研究表明,日本黄姑鱼对急性盐度胁迫的适应可能是一个涉及多组织和多基因的复杂过程,盐度变化能够影响肌肉组织的离子通道、离子转运体,蛋白降解和免疫系统功能。研究结果为今后深入开展日本黄姑鱼盐度适应的调控机制及养殖育种研究提供了参考。     

全同胞家系中生长差异翘嘴鳜肌肉转录组分析

翘嘴鳜(Siniperca chuatsi)是中国重要的经济水产养殖品种,对翘嘴鳜基因表达模式进行研究有助于筛选优势个体,培育生长特性优良的品种。为了解体重明显差异翘嘴鳜个体的差异基因表达信息,为翘嘴鳜培育提供基因指导,本研究从同一家系中挑选体重明显差异的3月龄翘嘴鳜(Siniperca chuatsi)个体进行肌肉转录组测序,研究不同体型个体间基因表达模式差异。结果显示,来自同一家系的翘嘴鳜个体在相同养殖条件下仍出现明显体重差异,养殖3个月后,极大个体(overweight)平均体重可达到极小个体(underweight)的4倍。分别对极大个体和极小个体的肌肉组织进行转录组测序,共获得73353个非重复序列基因(unigenes),通过基因表达量比较共获得8942个差异基因,对差异表达基因进行定义发现,GHR2、IGFR1、4ebp、Mhc、Mlc、Troponin等基因在极小个体中具有更高的表达水平。通过KEGG通路富集显示,蛋白质生成、蛋白质消化、RNA转运通路富集了大量差异表达基因。本研究发现体重差异明显的翘嘴鳜个体具有不同基因表达模式,转录组测序获得了大量差异表达基因信息,为翘嘴鳜生长研究提供了丰富的基因资源。     

培养温度对LPS诱导的离体大黄鱼头肾巨噬细胞抗氧化能力和炎性反应的影响

为研究温度对离体大黄鱼头肾巨噬细胞抗氧化能力和炎性反应的影响,从大黄鱼头肾组织中分离巨噬细胞结合贴壁筛选法得到细胞单层后,在不同温度(16、22和28°C)下培养备用。使用25μg/mL的脂多糖(LPS)孵育细胞2 h后,测定不同培养温度下离体细胞活力、呼吸爆发活性、抗氧化酶(SOD和CAT)活性以及相关基因(SOD、CAT、Hsp70和IL-1β)表达的情况。结果显示,体外培养细胞36 h后,16°C和22°C条件下培养的细胞活力显著高于28°C处理组;LPS处理组大黄鱼头肾巨噬细胞呼吸爆发活性显著升高,但SOD和CAT酶活性较对照组显著下降。高温(28°C)显著提高了细胞CAT酶的活性和基因表达水平,但SOD酶活性和基因表达变化差异不显著;LPS显著促进了大黄鱼头肾巨噬细胞IL-1β基因的表达,并且随培养温度升高细胞IL-1β基因的表达水平显著降低;但大黄鱼头肾巨噬细胞Nrf2和Hsp70的基因表达量随温度升高而显著增加,且LPS处理组细胞基因表达水平显著高于对照组。研究表明,温度显著影响了离体大黄鱼头肾巨噬细胞的抗氧化能力和LPS所诱导的促炎基因的表达,Nrf2和Hsp70在这一过程中可能发挥重要作用。     

大黄鱼雌雄性腺长链非编码RNA的挖掘与差异分析

为探究长链非编码RNA在大黄鱼性腺发育与分化中的作用,从雌雄各3尾大黄鱼(Larimichthys crocea)的性腺中提取总RNA,进行去除rRNA的链特异性转录组建库和二代测序。将测序数据比对到大黄鱼参考基因组,经比对、组装共得到来自31675个基因的66088个转录本,严格筛选得到来自3984个基因位点的5162条lncRNA。进一步分析获得了在大黄鱼雌雄性腺中差异表达的mRNA9341个,lncRNA2782个,高度相关的lncRNA-mRNA对1227个;有多个lncRNA靶向已知的性别分化和发育相关基因,其中lncRNA MSTRG.24346与大黄鱼的性别决定候选基因dmrt1距离相近,且相关性极显著。该研究表明lncRNA可能在大黄鱼性别分化中起到重要作用,值得深入研究阐明机制。     

脊尾白虾对低盐胁迫响应的转录组学分析

转录组测序可在各种环境条件下对物种进行高通量测序,通过基因结构分析和功能注释,探讨特定条件下相关基因的功能和表达情况。该研究分别获取低盐胁迫组(盐度0.2)和自然海水组(盐度31)脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)样品,通过Illumina平台进行转录组测序,获得13.92 Gb高质量测序数据,组装得到111 618条转录本和72 734条Unigenes,其中有22 879条Unigenes得到注释,比对到Nr数据库的Unigenes为21 931条;筛选出1 492条脊尾白虾低盐胁迫差异显著表达基因,包括829条上调基因和663条下调基因,其中有810条差异表达基因得到注释。通过差异表达基因GO功能注释和富集分析及KEGG通路富集分析,锁定大量脊尾白虾在自然海水和淡水环境下的差异表达基因,为深入探讨脊尾白虾在低盐胁迫条件下的生理保护机制提供了技术支撑。     

枯草芽孢杆菌对氨氮应答的转录组及sRNA分析

为探索枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)脱氮的分子机制，筛选枯草芽孢杆菌对氨氮的分子生态学应答相关候选基因及small RNA(sRNA)，本研究对处于富含氨氮环境和对照组的枯草芽孢杆菌R47进行原核链特异性转录组及sRNA分析，并采用Real-time PCR方法检测差异表达基因的相对表达量。结果显示，平均每个测序样本得到约1.40×107条reads。对照组与处理组DESeq2分析得到3918个差异表达基因，并富集在KEGG数据库中的176个信号通路，其中，包括8个与适应富含氨氮环境相关的信号通路(细菌双组分系统通路、精氨酸生物合成、嘌呤代谢等)，同时发现，epsA、tasA、sinR、glnR、glnA、tnrA和ureABC基因可能参与枯草芽孢杆菌对氨氮的应答过程。经sRNA分析获得已注释的枯草芽孢杆菌sRNA 62条。对sRNA靶基因的分析结果显示，其有3960个对应的潜在靶基因，主要参与碳水化合物运输和新陈代谢、氨基酸转运和代谢、转录过程，其中，sRNA2073和sRNA2182对应的靶基因分别为sinR和tnrA。Real-time PCR结果显示，argH、codY、argG、glnA和glnR基因的相对表达量变化与转录组测序结果一致。本研究为进一步探究枯草芽孢杆菌污水脱氮的分子机理提供参考数据。     

基于转录组分析筛选凡纳滨对虾低温胁迫下的差异表达基因

凡纳滨对虾(Litopenaeusvannamei)是中国主要的对虾养殖品种之一,对低温的耐受性较差,低于18℃就会停止摄食。为了探究凡纳滨对虾耐低温性状相关基因,选用凡纳滨对虾低温胁迫组(18℃)和常温组(24℃)肝胰腺组织为实验材料,进行Illumina HiSeq 2500测序,对测序原始数据进行拼接、注释,以及筛选分析低温胁迫下的差异表达基因。结果显示,测序共获得50921条基因(unigene),平均长度为828 bp, N50为1589 bp,其中28.13%为已知基因。基因差异表达分析共筛选得到243个低温胁迫相关基因,其中89个上调表达, 154个下调表达。功能富集分析发现,差异表达基因多富集在生物结合和催化过程、过氧化物酶、溶酶体、精氨酸和脯氨酸的代谢以及氨基酸的生物合成途径中。进一步根据Q-值共筛选出10个差异表达最显著的基因,其中ATP结合盒B亚家族6转运蛋白基因(ATP-binding cassette sub-family B member 6, ABCB6)、C型凝集素基因(C type lectin)、谷氨酰胺合成酶基因(glutamine synthetase, GS)在低温胁迫下均呈下调表达,推测可能参与了凡纳滨对虾低温应答反应。利用Real time RT-PCR验证转录组数据,结果证明基于转录组测序筛选低温胁迫下的差异表达基因是可行的。本研究为揭示凡纳滨对虾耐低温分子调控机制提供了基础数据和理论依据。     

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。     

高温胁迫下大黄鱼肝脏的蛋白组学

为探究大黄鱼在高温胁迫条件下的蛋白表达情况，实验应用串联质谱标签tandem mass tag (TMT)标记结合液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)技术对大黄鱼耐高温组和不耐高温组的肝脏组织进行蛋白组学分析。共鉴定到3 369个蛋白，其中有687个差异表达蛋白，包括281个上调蛋白和406个下调蛋白。用平行反应监测(parallel reaction monitoring, PRM)对随机挑选的13个蛋白进行验证，其结果与TMT标记的蛋白组学分析结果一致。随后，通过生物信息学分析发现，高温胁迫对大黄鱼的蛋白质折叠、能量代谢有显著影响，其中热休克蛋白70 (heat shock proteins 70, HSP70)、钙网蛋白(calreticulin, CRT)和葡萄糖调节蛋白(glucose-regulated protein, GRP)参与调节蛋白质的正确折叠，丙酮酸激酶(pyruvate kinase, PK)参与高温条件下的能量供给。由此推测HSP70、CRT、GRP和PK在大黄鱼应对高温胁迫时发挥着重要的作用。     

低盐驯化对低盐胁迫下大黄鱼转录组的影响

为探讨低盐驯化对低盐胁迫下大黄鱼氧化损伤和转录组的影响，本实验将体重为(52.46±1.47) g的大黄鱼暴露在盐度为25或20的水体中7 d，再暴露在盐度为10的水体中24 h。结果显示，低盐胁迫显著增加了活性氧(ROS)和脂质过氧化物(LPO)含量。尽管低盐驯化对ROS和LPO不产生影响，但低盐驯化显著降低了低盐胁迫下大黄鱼ROS和LPO含量，表明低盐驯化缓解了低盐胁迫对大黄鱼的氧化损伤。从低盐驯化vs.对照组、低盐胁迫vs.对照组和低盐驯化+低盐胁迫vs.低盐胁迫实验中，分别筛选到356、478和484个差异基因。GO和KEGG分析发现，差异基因显著富集在GnRH信号通路、PPAR信号通路、凋亡、Toll样受体通路和MAPK信号通路等，表明低盐驯化可以通过调节离子和物质运输、脂类代谢、细胞凋亡和非特异性免疫等来提高大黄鱼的低盐胁迫耐受性。研究表明，低盐驯化可以通过调节离子和物质运输、脂类代谢、细胞凋亡和非特异性免疫等来提高大黄鱼的低盐胁迫耐受性。研究结果揭示了低盐驯化改善大黄鱼低盐胁迫耐受性的分子机制，可为今后工厂化和内陆采用淡水或半咸水养殖大黄鱼提供科学依据。     

慢性盐度胁迫下金钱鱼卵巢转录组分析

为了阐明盐度胁迫对金钱鱼(Scatophagus argus)代谢和生殖的影响,采用RNA-seq技术对低盐组(5)、对照组(25)和高盐组(35)处理40 d后的2龄性成熟金钱鱼卵巢进行转录组分析。结果发现,金钱鱼卵巢转录组测序获得raw reads共398681318,clean reads共396910398。从低盐胁迫相对对照组(5 vs 25)和高盐胁迫相对对照组(35 vs 25)中分别筛选到373个和874个差异表达基因(DEGs)。与对照组相比,低盐胁迫后氨基酸代谢相关基因(sds、bhmt)和脂肪酸代谢相关基因(pnpla2)显著下调;高盐胁迫后pgr、cyp17a1和ers1等生殖相关基因显著下调。KEGG通路富集分析发现,低盐胁迫组相对对照组显著富集与代谢相关的通路为半胱氨酸和甲硫氨酸代谢,缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸生物合成代谢,脂肪酸生物合成,脂肪酸代谢,皮质醇的合成和分泌,醛固酮的合成和分泌,脂肪细胞脂解的调节等;高盐胁迫组相对对照组中显著富集的与生殖相关的通路为雌激素信号传导通路。这些结果表明,氨基酸和脂肪酸的代谢调控可能在金钱鱼卵巢的低渗透压调节中起重要作用...     

核糖体DNA在厦门白姑鱼和大黄鱼染色体上的比较定位

为了探究石首鱼核型微观结构上的变化,实验利用荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization,FISH)比较定位了厦门白姑鱼和大黄鱼18S rDNA和5S rDNA的分布特征。结果表明,厦门白姑鱼与大黄鱼在宏观核型以及18S rDNA和5S rDNA染色体分布等3个方面均存在较大差异。厦门白姑鱼的核型公式为2n=48t,臂数FN=48;单对18S rDNA信号分布于1号染色体臂间;单对5S rDNA信号分布于3号染色体近着丝粒区域。大黄鱼的核型公式为2n=2sm+4st+42t,臂数FN=50;单对18S rDNA信号分布于18号染色体短臂端部;5S rDNA信号9~11对,除一对分布于臂间外,其余全部分布于着丝粒端或短臂端部。综合其他石首鱼核型数据可以推断:厦门白姑鱼呈现原始核型特征,而大黄鱼核型是原始核型经染色体重排和/或转座衍生的特化核型;石首鱼宏观核型和18S rDNA分布模式总体保守,仅少数物种存在变化,而5S rDNA位点的分布模式存在高度的种间变化。本研究首次揭示了石首鱼物种间核型微观结构的变化,为进一步开展石首鱼分子细胞遗传学研究奠定了基础。     

大黄鱼肿大细胞病毒不同毒株的细胞培养及主要衣壳蛋白基因比较

为建立大黄鱼肿大细胞病毒的培养方法，明确其分类地位，用肿大细胞病毒检测呈阳性的大黄鱼幼鱼病料 (FD201807和SA201808)肾组织匀浆液感染鳜仔鱼细胞系 (mandarin fish fry cell line-1，MFF-1)并连续传代，从病料组织匀浆液和细胞冻融液中提取病毒DNA，克隆病毒主要衣壳蛋白基因 (mcp)，测序后与NCBI GenBank中的虹彩病毒科肿大细胞病毒属病毒mcp以及2018—2020年所检出的15株大黄鱼肿大细胞病毒mcp进行比对分析。结果显示，病毒传至第4代才可引起MFF-1细胞病变，细胞病变的主要特征为细胞脱壁、变圆、折光度增强；感染时间越长脱壁细胞越多，同时培养液中的颗粒增加；透射电镜下可见感染细胞的细胞质散在大小为130~150 nm的六边形病毒粒子和空壳。感染细胞的病变周期随传代代次的增加而缩短，第15代次的FD201807株感染细胞80%细胞病变的时间为3 d，第15代次的SA201808株感染细胞80%细胞病变的时间为7~8 d。mcp序列比对和聚类分析发现，SA201808株与FD201807株的mcp序列存在21个碱基差异，二者的mcp序列分别与大黄鱼虹彩病毒(large yellow croaker iridovirus, LYCIV) LYCIV-Zhoushan (GenBank: MW139932.1)和花鲈虹彩病毒 (Lateolabrax maculatus iridovirus, LMIV) (GenBank: MH577517.1)相近。15株从大黄鱼病料检出的肿大细胞病毒中，12株的mcp序列与SA201808株聚类；3株与FD201807聚类。本研究利用MFF-1细胞系分离培养了大黄鱼肿大细胞病毒，揭示了大黄鱼肿大细胞病毒存在差异，为更好地了解大黄鱼肿大细胞病毒提供了数据参考。     

Effects of dietary tea polyphenols on growth,biochemical and antioxidant responses,fatty acid composition and expression of lipid metabolism related genes of large yellow croaker (Larimichthys crocea)

The study was conducted to investigate the effects of dietary tea polyphenols (TP) on growth performance, biochemical and antioxidants responses, fatty acid composition, and lipid metabolism‐related gene expressions of large yellow croaker (Larimichthys crocea). Four diets were formulated with different levels of TP (0.00%, 0.01%, 0.02% and 0.05%). Results showed that growth performance of L. crocea were not different among dietary treatments. Compared with the control group, fish in 0.02% TP group had lower body and hepatic lipid content and lower total cholesterol content. The minimum content of triglycerides and low‐density lipoprotein‐cholesterol were found in 0.05% TP group. Hepatic n‐6 PUFA and n‐3 PUFA were significantly higher in TP supplementation groups. Malondialdehyde content was lower in TP supplementation groups, and superoxide dismutase activity was higher in 0.01% TP group than the control group. The mRNA expressions of carnitine palmitoyltransferase1, acyl‐CoA oxidase and peroxisome proliferators‐activated receptor α were up‐regulated in 0.01% and 0.02% TP groups, while lipoprotein lipase expression was down‐regulated in TP supplementation groups than the control group. Results suggested that 0.01%–0.02% TP supplementation could reduce the deposition of liver lipid of L. crocea caused by high‐lipid diet, which might be due to the increase in lipid oxidation related gene expressions.