利用本实验室获得的杂色鲍(Haliotis diversicolor)转录组测序数据库, 筛选出杂色鲍紫色酸性磷酸酯酶(Purple acid phosphatase, PAP)同源片段, 进而克隆获得PAP的cDNA全序列, 命名为HdPAP, 并进行了HdPAP蛋白的结构分析和功能预测, 同时利用实时定量PCR(qRT-PCR)技术分析HdPAP基因的组织表达谱和应激条件下的HdPAP表达变化。HdPAP基因cDNA全长1 215 bp, 含有1个编码322 个氨基酸的969 bp的开放阅读框。经Blast比对, 与无脊椎动物半索动物门囊舌虫(Saccoglossus kowalevskii)的PAP氨基酸序列一致性最高, 达59%。通过实时定量PCR检测, HdPAP在检测的杂色鲍各组织中均有表达, 其中在血细胞和肝胰腺的表达量显著高于其他各组织(P<0.05)。高温应激下, 在检测的6个时相中, HdPAP在血细胞、肝胰腺和鳃中均出现不同程度的表达抑制。缺氧应激后, 4 h血细胞中HdPAP显著低于对照组, 24 h恢复到正常水平, 96 h显著高于对照组(P<0.05), 到192 h又恢复到正常水平。副溶血弧菌感染实验中检测到HdPAP在血细胞中同样出现表达抑制现象, 3 h和6 h均检测到感染组HdPAP表达量显著低于对照组(P<0.05)。PAP在高温、缺氧及弧菌感染下显著的表达抑制从转录水平揭示了其作为表达下调的酯酶可能参与胁迫下的生物代谢和免疫反应。
本研究通过对5个鲤养殖品种即高寒鲤(Cyprinus carpio Frigid carp)、松浦鲤(Cyprinus carpio Songpu carp)、蓝鳞鲤(Cyprinus carpio blue var)、松浦镜鲤(Cyprinus carpio Songpu mirror carp)和红镜鲤(Cyprinus carpio Red mirror carp)的线粒体COI基因部分序列的测定, 比较并分析了其遗传多样性和系统进化关系。在5个鲤品种共100个样本的线粒体COI序列中检测到8种单倍型, 其中5个单倍型(H1、H2、H4、H5、H6)涵盖样本较多, 占总样本数的94.06%。蓝鳞鲤的单倍型数最少, 仅有1个, 红镜鲤单倍型数为2个, 其余3个品种的单倍型数均为5个。5个品种单倍型多样性(Hd)在0.160±0.070~0.811±0.055, 其中, 遗传多样性最高的为高寒鲤。AMOVA结果表明, 品种间变异(50.28%)略高于品种内变异(49.72%), 各品种间的FST值在0.711 4~0.831 2, 其中蓝鳞鲤与其他群体之间差异最大。用MEGA4.0软件构建的基于遗传距离的进化树表明, 5个养殖品种中, 高寒鲤和红镜鲤的遗传距离最近(D=0.31), 聚为一支; 松浦镜鲤和松浦鲤的遗传距离较近(D=0.33), 聚为一支; 蓝鳞鲤与其他品种存在较大遗传差异, 单独形成一个分支。除蓝鳞鲤外, 其余4个养殖品种间均存在共享的单倍型(H2、H4、H5、H6), 可能是由于其在选育过程中亲本的遗传背景存在交叉, 同时也证明DNA条码在分析种内品种间遗传关系时具有可行性但具有一定的局限性。
为验证Ferritin基因是否对三疣梭子蟹的盐度胁迫具有适应性, 利用PCR扩增获得了三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)第六对鳃的Ferritin基因, 将该目的基因克隆到表达载体pET28a(+)中, 转化大肠杆菌DE3(BL21), 并进行IPTG诱导表达。结果表明: 经诱导的转pET28-Ferritin重组质粒菌株有特异的表达蛋白条带出现, 与预期的理论值(19.448 kD)相符合; 高盐胁迫下, 转重组质粒的大肠杆菌比转pET28空载质粒存活率显著提高(P< 0.001), 并且随盐度升高, 两者差异越显著。这表明Ferritin基因能够提高大肠杆菌的盐度耐受力, 由此推测Ferritin基因参与了三疣梭子蟹盐度适应的生理过程。本研究旨在为生产过程中三疣梭子蟹养殖水体的盐度调控策略提供理论依据。
鱼类多聚免疫球蛋白受体(polymeric immunoglobulin receptor, pIgR)是黏膜免疫系统的关键因子, 能够介导多聚免疫球蛋白向黏液中的转运和分泌。本研究利用同源克隆和cDNA末端快速扩增技术(rapid amplification of cDNA ends, RACE), 首次得到了大菱鲆(Scophthalmus maximus) pIgR完整的cDNA序列, 全长1 584 bp, 该序列包含一个1 005 bp的开放阅读框及5’和3’UTR, 编码334个氨基酸。同源性比较发现, 大菱鲆pIgR氨基酸序列与牙鲆(Paralichthys olivaceus)、斜带石斑鱼(Epinephelus coioides)、红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)的序列相似性分别是74%、74%和59%, 表现出较高的保守性。多序列比对显示, 硬骨鱼pIgR包含两个ILD (Ig-like domain), 分别对应哺乳类的ILD1和ILD5区域。系统进化树分析表明, 大菱鲆pIgR和牙鲆的聚为一支。半定量RT-PCR显示, pIgR在健康大菱鲆各组织中均有表达, 但表达水平不同, 其中在黏膜相关淋巴组织中表达最强。经灭活的鳗弧菌菌液浸泡处理后, 实时荧光定量PCR结果显示, 大菱鲆各组织中pIgR的相对表达量在72 h内均呈现先增加后减少的趋势, 在48 h内均有一个最高值出现, 且黏膜相关淋巴组织中峰值出现较早, 说明pIgR在硬骨鱼类黏膜免疫中发挥了重要作用。
通过分析半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis) Dmrt1重组蛋白注射卵巢后基因表达调控, 探讨Dmrt1在半滑舌鳎性别决定与分化中的功能。实验利用原核表达系统(Pet-32a)对半滑舌鳎Dmrt1基因进行重组表达, 并通过亲和层析纯化获得了重组目的蛋白(Pet-32-dmrt1)。重组蛋白注射卵巢后实时定量PCR分析结果显示, Cyp19a和Foxl2在6~24 h内两基因表达量均显著下调, Sox9a基因表达量在6~24 h内有显著上调, 但48 h后3个基因的表达量逐渐恢复正常表达水平。研究结果证实, Dmrt1重组蛋白具有生物活性, 且对性别相关基因表达调控具有一定的影响, 在性别决定中发挥一定作用。
为探明鱼类体色变异的相关调控因子, 采用RT-PCR及RACE技术获得总长度为2 830 bp的瓯江彩鲤(Cyprinus carpio var. color) Sox10基因cDNA序列。该基因序列的5′和3′非编码区分别为9 bp和1 375 bp, 开放阅读框1 446 bp, 编码481个氨基酸。氨基酸序列的系统发育分析表明, 瓯江彩鲤Sox10基因的氨基酸序列与部分物种的相似性在59%~94%。RT-PCR分析表明, 该基因在瓯江彩鲤皮肤、肌肉、眼睛和鳔表达量最高, 鳃和心表达量次之, 肾和肝没有表达。荧光定量PCR分析显示, Sox10基因在体色类型为白色(“粉玉”体色)的表达量显著地高于其他体色(P<0.05), “粉花”黑色皮肤中的表达量最低, 显著低其他体色类型(P<0.05), 而其他体色类型的表达差异不显著(P>0.05)。结果发现, Sox10基因在瓯江彩鲤的体色变异中发挥着调控作用。
选用初始体质量为(2.60±0.10) g的团头鲂(Megalobrama amblycephala)幼鱼540尾, 随机分为6组, 每组3个重复, 每个重复30尾鱼, 分别投喂精氨酸水平(实测值)为0.83%、1.30%、1.81%、2.35%、2.82%和3.36%(占饲料的质量分数)的6组等氮等能半精制饲料, 饲养期为9周, 探讨精氨酸对团头鲂幼鱼生长、血清游离精氨酸和赖氨酸、血液生化及免疫指标的影响。实验结果表明, 随着饲料中精氨酸水平的增加, 团头鲂幼鱼增重率和饲料效率显著升高(P<0.05), 均在1.81%组达到最大; 随着精氨酸水平的进一步增加, 上述指标不再发生显著变化(P>0.05); 饲料中精氨酸水平对各组存活率无显著影响(P>0.05)。与对照组(0.83%)相比, 1.81%、2.82%和3.36%组团头鲂幼鱼血清中精氨酸含量显著提高(P<0.05), 3.36%组血清中赖氨酸含量却显著降低(P<0.05)。与对照组相比, 1.30%和1.81%组团头鲂幼鱼血清中谷草转氨酶活性显著降低(P<0.05), 1.81%、2.35%、2.82%和3.36%组血清中总蛋白和球蛋白的含量显著提高(P<0.05)。3.36%组团头鲂幼鱼血清中尿素含量显著高于其他各组 (P<0.05), 但饲料中精氨酸水平对各组血清中谷丙转氨酶活力、葡萄糖和白蛋白含量没有显著影响(P>0.05)。随着饲料中精氨酸水平的增加, 团头鲂幼鱼血液中白细胞、红细胞数量和血红蛋白含量都呈先上升后趋于平缓的趋势, 其中1.81%组最高; 饲料中精氨酸水平对血栓细胞数量无显著影响(P>0.05)。与对照组相比, 1.81%和2.35%组显著提高了血清中补体3的含量(P<0.05), 却对血清中补体4的含量无显著影响(P>0.05)。添加精氨酸显著(P<0.05)提高了血细胞呼吸爆发活性, 同时显著(P<0.05)降低了团头鲂幼鱼感染嗜水气单胞菌后累计死亡率。综上所述, 饲料中精氨酸含量为1.81%和2.35%时, 团头鲂幼鱼生长、氨基酸吸收以及鱼体的免疫力和抗病原菌感染能力均达到最高。
以初始体质量(6.02±0.16) g的鲫鱼(Carassius auratus)为研究对象, 在鲫鱼基础饲料中分别添加0.0 g/kg、1.0 g/kg、2.5 g/kg、5.0 g/kg、7.5 g/kg的包膜丁酸钠, 配制5种等氮等能的实验饲料, 研究不同浓度包膜丁酸钠通过促进鲫鱼肠细胞增殖对其生长作用的影响。实验在室内养殖系统中进行, 每水族缸饲喂30尾, 每处理组3个重复, 以鱼体质量3%~5%投喂量, 日投喂3次, 试验持续7周。实验结果表明: 在饲料中添加丁酸钠对鲫鱼有明显的促生长作用, 显著提高了鲫鱼前肠绒毛高度/隐窝深度的比值以及肠道细胞增殖因子CREB和CDX2基因的表达。当丁酸钠添加量为2.5 g/kg时, 鲫鱼增重率、特定生长率、蛋白质效率和肥满度最高, 显著高于对照组(P<0.05), 比对照组分别提高了25.76%、16.46%、28.91%和8.37%; 与对照组相比, 丁酸钠添加量达到2.5 g/kg时, 鲫鱼干物质与蛋白质表观消化率、前肠绒毛高度、肠道CREB基因和CDX2基因的相对表达量显著升高, 分别比对照组提高8.36%、6.21%、34.22%、51.11%和42.13%(P<0.05)。上述研究表明饲料中添加适量的丁酸钠可能通过显著提高鲫鱼肠绒毛高度和肠道细胞增殖因子CREB和CDX2基因的表达量, 从而促进其生长, 适宜添加量为2.5 g/kg。
在基础饲料中分别添加0.0%(对照组)、0.5%、1.0%、2.0%和3.0%的杜仲(Eucommia ulmoides), 饲喂体质量为(7.5±0.2) g的凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei), 实验共分5个处理组, 每处理组4个重复, 每重复40尾虾。经过42 d养殖, 各处理组均有较高的存活率, 且无显著差异(P>0.05); 2.0%杜仲组的虾体增重率最高(136.1%), 饲料系数最低(1.33), 较对照组提高增重率9.8%(P<0.05), 降低饲料系数0.13(P<0.05); 饲料中添加0.5%、1.0%杜仲, 显著提高了对虾血清LSZ、PO活性, 添加1.0%杜仲, 显著降低了血清MDA含量, 提高了肝胰腺蛋白酶活性(P<0.05); 攻毒实验结果表明, 以溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)肌肉注射虾体后96 h, 0.5%、1.0%、2.0%杜仲组的虾体死亡率均较对照组显著降低(P<0.05); 在肌肉成分方面, 添加2.0%、3.0%杜仲显著提高了肌肉胶原蛋白含量, 各处理在肌肉水分、灰分、粗蛋白、粗脂肪含量方面没有显著差异。上述研究表明, 在凡纳滨对虾饲料中添加杜仲2.0%, 可显著改善生产性能, 提高肌肉胶原蛋白含量; 在饲料中添加杜仲0.5%~1.0%, 可提高凡纳滨对虾非特异性免疫能力。本研究旨在考察杜仲对凡纳滨对虾生长、血清非特异性免疫和肌肉成分的影响, 为杜仲在对虾饲料中的合理应用提供科学依据。
为研究嗜水气单胞菌多重耐药菌株整合子-基因盒分布及分子特征, 首先采用K-B纸片扩散法检测28株鱼源嗜水气单胞菌对18种抗生素的耐药性, 然后利用PCR方法检测菌株中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型整合酶基因并对其携带基因盒序列进行分析。结果表明, 分离到的鱼源嗜水气单胞菌呈多重耐药性, 对b-内酰胺类、大环内酯类、氯霉素类和四环素类药物的耐药率超过60%, 而对氟喹诺酮类药物较敏感, 且菌株间耐药谱差异较大。53.57%的菌株Ⅰ类整合子阳性, 21.43%的菌株Ⅱ类整合子阳性, 整合子阳性菌株对多种药物的耐药率均高于阴性株, 且Ⅰ类整合子阳性株多重耐药率明显高于Ⅱ类整合子阳性株, 表明整合子系统在嗜水气单胞菌多重耐药性中发挥重要作用。Ⅰ类整合子基因盒以aadA、dfrA、catB家族为主, 分别介导氨基糖苷类、甲氧磺胺嘧啶类和氯霉素类药物耐药; 基因盒的排列以aadA2+dfrA12类型为主。此外, Ⅰ类整合子阳性的嗜水气单胞菌多重耐药性在不同个体间也存在较大差异, 提示多重耐药菌株的耐药表型与基因盒的类型无直接相关性。