鲤多拷贝基因MRC1的全基因组鉴定及表达分析

甘露糖受体C1型基因(mannose receptor C-type 1, MRC1)是C型凝集素超家族的成员之一，其编码的甘露糖受体是一种模式识别受体，在先天免疫反应中发挥关键作用。MRC1基因在哺乳动物免疫反应中的作用被广泛研究，但在鱼类中的研究较少。近年来，随着高密度集约化养殖模式的发展，由病原微生物引发的疾病频繁暴发，其中，嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)是常见的致病菌之一。本研究首次在鲤(Cyprinus carpio)全基因组范围鉴定MRC1基因，共发现11个基因拷贝，并进行了功能域预测、共线性分析、多序列比对和系统进化分析，结果表明，MRC1基因在物种进化过程中保守程度较高。拷贝数比较分析发现，MRC1基因在不同物种中表现出不同程度的多拷贝现象，在多数鱼类中发现2个拷贝，而在鲤中发现多达11个拷贝。同时，比较了各拷贝在健康鲤脑、肌肉、肝脏和脾脏组织中的表达情况，发现在免疫相关组织脾脏中的表达量相对高于其他组织。进一步对感染嗜水气单胞菌4、12、24 h后在鲤脾脏中的表达进行差异比较分析，发现不同拷贝的表达特征各有差异，其中，HHLG13g0734在...     

青海湖裸鲤FXYD基因家族鉴定、分子进化及表达

青海湖裸鲤是唯一一种适应青海湖高盐碱水环境的鲤科鱼类。苯丙氨酸-X-酪氨酸-天冬氨酸(FXYD)家族是一类小分子单跨膜蛋白，具有调节离子通道作用，在多种生物的盐度胁迫和盐度适应中发挥重要作用。笔者基于青海湖裸鲤全基因组数据，利用生物信息学方法，鉴定到16个青海湖裸鲤FXYD(gpFXYD)基因，通过多重序列比对和系统进化分析，16个gpFXYD基因成员分属于5个亚型。共线性分析表明，青海湖裸鲤FXYD基因家族中12个成员起源于全基因组复制，且与斑马鱼FXYD基因存在共线性，推测全基因组复制导致了青海湖裸鲤FXYD基因的加倍。分子进化分析显示，gpFXYD1b/1c和gpFXYD5c/5d基因的进化选择压力(Ka/Ks)>1,表明其在进化过程中受到了正选择，可能发生了适应性进化。不同亚家族在青海湖裸鲤多种组织表达中，gpFXYD1s基因在青海湖裸鲤的心脏和脑组织特异性表达，而gpFXYD7s基因在青海湖裸鲤的脑组织中特异表达，分析gpFXYD基因不同亚型可能在不同组织中发挥功能。组织表达中，gpFXYD5s、gpFXYD6s、gpFXYD11s基因在青海湖裸鲤肾脏和鳃组织中出现显著...     

鲤神经球蛋白基因序列与低氧表达分析

为深入了解鲤珠蛋白家族的基因组成和表达模式,及其与低氧适应能力的相关性,本实验通过鲤基因组框架图比对和全长cDNA文库筛查,获得鲤神经球蛋白(neuroglobin,Ngb)基因完整序列,证实鲤不仅具有独特的脑组织特异表达的II型肌红蛋白(myoglobin-2,Mb-2)基因,也具有Ngb珠蛋白基因,实时荧光定量PCR实验显示,该基因在脑组织特异性表达,并呈现出低氧应答特征。基因结构和系统发生分析表明,鱼类Ngb基因高度保守,鲤Ngb蛋白可能与斑马鱼直系同源蛋白具有相似的结构及功能,而与鲤Mb-2存在明显差异。鲤Ngb基因表达量在两个品系间存在显著差异,耐低氧能力强的散鳞镜鲤Ngb基因表达量高于荷包红鲤抗寒品系。研究表明,鲤Ngb基因可能以与Mb-2基因分工协作的方式共同实现脑组织供氧,执行应对低氧胁迫的神经保护功能,在鲤低氧适应中具有重要作用。     

鲤和草鱼IL17受体基因家族的全基因组识别、起源进化及表达分析

为了研究鲤科鱼类最具代表性的二个物种—鲤和草鱼IL17受体基因家族的起源进化,实验采用比较基因组学和生物信息学的方法,分别在鲤和草鱼基因组数据库进行序列比对和注释,然后对得到的基因进行结构域和系统发育学分析,最后在12个不同组织中进行基因表达分析研究。结果显示,在鲤和草鱼中分别注释得到9个和5个IL17受体基因家族成员。系统发育分析显示,该基因家族不存在鱼类特有的基因,在硬骨鱼类中具有一定的保守性。比较基因组学结果显示,与四足动物相比,大多数硬骨鱼类中IL17受体基因没有明显增多。鲤与草鱼等其他硬骨鱼类相比,除IL17RB以外,其余IL17受体基因家族成员均加倍。不同组织的表达分析结果显示全基因组复制后不同基因拷贝的功能发生了分化。研究表明,虽然硬骨鱼经历第三轮全基因组复制,但是由于复制发生时间久远,大多数基因已经发生改变或退化,进而在基因组中丢失。而鲤第四轮基因组复制时间发生在820万年前,复制发生时间较近,故复制后的基因基本得以保留。但是对于一些具有特殊功能的高度保守基因(例如IL17RB),也会发生在极短时间内出现丢失现象。鲤和草鱼健康组织的表达谱分析结果同样表明,鲤IL17受体基因的不同拷贝之间已经发生了快速进化及亚功能化,并且这种现象在鲤四倍体基因组中普遍存在。     

红鲤4群体间主要组织相容性复合体的差异

应用鱼类主要组织相容性复合体(MIC)基因来探讨鱼类种群间遗传结构,寻找分子遗传标记。根据已报道的鲤鱼MICI类基因序列,设计了一对特异性引物,从兴国红鲤、荷包红鲤、玻璃红鲤及瓯江彩鲤基因组DNA中扩增了编码MICI类分子α2链的基因片段,并进行克隆、测序。结果表明,(1)编码MHC I类分子α2链的基因多态性较为丰富,234bp长度中有106个变异位点,多态位点百分率达45．3％;荷包红鲤的基因序列与其它3群体红鲤有显著差异;(2)由编码MICI类分子α2链的基因和氨基酸序列构建的系统进化树一致,兴国红鲤与团江彩鲤关系较近,属于同一进化支,玻璃红鲤和荷包红鲤分别属于另外两个不同的进化支,荷包红鲤是较为特化的群体;(3)多态性丰富的编码MICI类分子α2链的基因,适宜作为鲤鱼不同群体的分子遗传标记。     

金边鲤肌球蛋白结合蛋白C3基因的克隆与表达分析

为探明金边鲤肌球蛋白结合蛋白C3(MyBPC3)基因的序列结构和组织表达特性，并分析其在金边鲤体色变异调控机制中的功能作用，试验采用RACE技术克隆金边鲤MyBPC3基因cDNA全长序列，检测分析其组织表达量及该基因与TYR、TYRP1、TYRP2和MC-1R等黑色素合成相关基因的相关性。结果显示，MyBPC3基因cDNA全长4253 bp,开放阅读框3783 bp,共编码1260个氨基酸。软件预测该蛋白分子质量为141.57 ku,理论等电点为6.42,并潜在22个PKC磷酸化位点和5个PKA磷酸化位点。同源性和进化树分析显示，金边鲤MyBPC3基因与鲫的亲缘关系最近。实时荧光定量PCR结果显示，MyBPC3基因在金边鲤的不同组织中均有表达，但在心脏组织中的表达量显著高于大脑、皮肤、肌肉、脾脏、肝脏、肠道和肾脏组织(P<0.05),且该基因在金边个体心脏和皮肤中的表达量显著低于黑色个体(P<0.05)。相关性分析显示，MyBPC3基因与黑色素合成相关基因MC-1R、TYR和TYRP2基因呈显著正相关(P<0.05)。综上可知，MyBPC3基因可能参与了金边鲤皮肤黑色...     

草鱼天然抗性相关巨噬蛋白基因全长cDNA的克隆与表达分析

天然抗性相关巨噬蛋白(Nramp)家族是一类抑制胞内寄生菌侵染的天然免疫相关蛋白.本研究克隆了草鱼(Ctenopharyngodon idellus)Nramp基因并进行了表达分析.该基因cDNA序列全长为3158 bp,编码1个含544个氨基酸的蛋白.该蛋白含有Nramp家族的特征序列:包含12个跨膜区(TM)、1个由20个氨基酸残基组成的胞质内转运结构域(CTM).草鱼Nramp同其他16个物种的Nramp氨基酸序列同源性在62.5%～90.2%之间.草鱼Nramp基因cDNA的独特结构是其3味端非翻译区(UTR)和5'UTR各有1个脊椎动物Nramp2中的铁反应控制蛋白结合位点(IRE).系统进化分析表明,草鱼Nramp和所有鱼类Nramp聚为一簇,与哺乳类Nramp2的亲缘关系较近.Nramp基因在单鱼头肾和脾脏中的表达量最高,在肌肉和皮肤中的表达量最低,在草鱼呼肠孤病毒(GCRV)感染的草鱼肾脏细胞系(CIK)中的表达量明显升高.     

镜鲤△6脂肪酸脱氢酶CDNA的克隆与表达

利用RT-PCR和RACE方法克隆得到镜鲤Cyprinus carpio肝脏中高不饱和脂肪酸(HUFA)合成代谢的脂肪酸去饱和酶(△6FAD)基因c DNA全序列。结果表明:镜鲤△6FAD基因c DNA全长为1 446bp,开放阅读框(ORF)为1 332bp,编码444个氨基酸。编码的蛋白序列包含FAD全部特征结构区,包括1个细胞色素b5结构域、2个跨膜区和3个组氨酸簇,与其他鱼类的Δ6FAD氨基酸序列具有69.0%~92.0%的同源性。系统树分析显示:与斑马鱼Danio rerio的亲缘关系最近。实时荧光定量PCR(RT-q PCR)检测发现:脂肪酸延长酶基因在镜鲤肝脏中表达量最高,背部肌次之,在血液中表达最低。本研究结果为进一步研究镜鲤HUFA的合成途径及调控机理提供了基础资料。     

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis) Nramp基因克隆与表达分析及SNP筛选

天然抗性相关巨噬细胞蛋白(Natural resistance-associated macrophage protein, Nramp)属于膜整合转运蛋白,具有抑制胞内寄生菌侵染、调节巨噬细胞的抗菌活性等作用。本研究对半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)Nramp基因进行了克隆和表达分析,并对其与抗鳗弧菌感染相关的单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism, SNP)位点进行了筛选。该基因cDNA序列全长3717 bp,其中开放阅读框(Open reading frame, ORF)1677 bp,所编码蛋白含有558个氨基酸,该蛋白具有Nramp家族的典型特征,包括10个跨膜区(Transmembrane, TM)、1个由20个氨基酸残基组成的胞质内转运蛋白特征结构域(Consensus Transport Motif, CTM)。半滑舌鳎Nramp的ORF末端有1个类似于脊椎动物Nramp2中的铁反应控制蛋白结合位点(Iron-responsive regulatory protein-binding site, IRE)。半滑舌鳎Nramp与其他14个物种的Nramp氨基酸序列同源性在63%?91%之间,系统进化分析表明,半滑舌鳎Nramp和所有鱼类Nramp聚集为一簇,与其他物种Nramp2的亲缘关系较近。实时荧光定量PCR分析显示,Nramp基因在半滑舌鳎脾脏和肾脏中的表达量最高,而在肌肉和性腺中的表达量最低;在哈维氏弧菌感染的半滑舌鳎肾脏、脾脏和肝脏中表达量呈升高趋势,而在鳃中则表现为下调趋势。利用直接测序法检测感染鳗弧菌后同一家系的233个个体(抗病个体165个,感病个体68个),共检测到15个SNP位点,对其中3个SNP 位点即 SNP-g.3113(T→C)、SNP-g.3125(A→G)和 SNP-g.3164(A→T)进行测序分型后发现,SNP- g.3125(A→G)的等位基因(G)频率和基因型(GG)频率与半滑舌鳎抗鳗弧菌疾病呈极显著相关(P<0.01)。研究结果表明,Nramp 基因不同基因型对半滑舌鳎的抗病能力有着极其重要的影响,SNP-g.3125(A→G)可作为潜在的抗性遗传标记位点。本研究将为半滑舌鳎抗性品系培育提供技术支持。     

奥利亚罗非鱼DMT基因克隆与序列分析

利用RT-PCR和cDNA末端快速扩增法(RACE)分离、克隆奥利亚罗非鱼(Oreochromis aurea)睾丸DMT(DM-do-main gene in testis)基因,并进行序列测定与分析。结果表明,该基因cDNA序列全长1 260 bp,包括74 bp 5’非翻译区,879 bp阅读框以及含poly(A)信号AATAAA的307 bp 3’非翻译区,阅读框共编码292个氨基酸。序列同源性分析表明,不同进化地位动物的DMRT1基因DM域编码序列存在高度同源性,显示DMRT1基因在系统进化上高度保守。生物信息学分析表明:DMT基因编码蛋白无信号肽,无跨膜区域,有多个蛋白激酶C、酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点和N-糖基化位点,推测其可能在细胞信号传导中发挥作用,且其生物活性可能接受信号途中多种信号的调控。该基因的成功克隆及生物信息学分析不仅为DMRT1基因的分子进化和相似性比较研究提供了新的材料,而且对进一步研究其编码蛋白的结构与功能以及其在鱼类性别调控中的作用具有重要意义。[中国水产科学,2007,14(1):23-31]     

黄河鲤肾脏的显微和亚显微结构观察

应用常规解剖学和组织学方法在光镜和电镜下观察成体黄河鲤肾脏的显微和亚显微结构。试验结果显示,黄河鲤的肾脏包括头肾和中肾两部分。头肾实质中没有肾单位,主要由造血组织和淋巴组织构成,可观察到黑色素巨噬细胞中心和甲状腺滤泡;中肾实质中包含有肾小体、肾小管和拟淋巴组织,肾小体由鲍曼氏囊和与其相接触的血管球组成。肾小管由颈段、第一近曲小管、第二近曲小管、间段、远曲小管和集合管组成;拟淋巴组织包括血管、淋巴细胞、血细胞、粒细胞、黑色素巨噬细胞和甲状腺滤泡。结构观察显示,黄河鲤头肾已退化为具有造血功能的免疫器官,中肾为主要的泌尿器官,黄河鲤在硬骨鱼的进化中处于中等地位。     

Genetic relationships among members of the Ichthyobodo necator complex: implications for the management of aquaculture stocks

Abstract Ichthyobodo necator (costia) is a common and important flagellate parasite that infests the skin and gills of many freshwater and marine fish. Costia infestations are often fatal and cause significant aquaculture losses worldwide. Recently it has been demonstrated that Ichthyobodo is a multispecies complex with differing host preferences. Knowing if those species have broad or narrow host specificity has important implications for the management of costia. To address the question of host specificity, genomic DNA was isolated from Ichthyobodo trophonts collected from rainbow trout, Oncorhynchus mykiss, koi, Cyprinus carpio, mirror carp, C. carpio, goldfish, Carassius auratus, channel catfish, Ictalurus punctatus, swordtail, Xiphophorus helleri, and Japanese flounder, Paralichthys olivaceus. The small subunit ribosomal RNA (SSU rRNA) gene from each isolate was analysed with previously published Ichthyobodo sequences using Bayesian phylogenetic methods. The internal transcribed spacers (ITS) from six isolates were also PCR-amplified, cloned and sequenced. Both the SSU rRNA phylogenetic analysis and the ITS rRNA sequence data support grouping the 22 Ichthyobodo isolates examined into a complex of nine different species. Many of these species were frequently isolated from multiple hosts, indicating that exchange of infested fish from one region to another has a high potential for spreading the disease. In one instance, the same species was obtained from marine and freshwater fish, further suggesting that certain Ichthyobodo species may not be limited by salinity.     

鳜鱼、青鱼、草鱼、鲤、鲫、鲢消化酶活性的研究

鳜鱼、青鱼、草鱼、鲤、鲫、鲢肝脏蛋白酶活性低于肠蛋白酶。肠蛋白酶活性，鳜鱼最高，其余依次为青鱼、鲤、鲢、草鱼、鲫。鳜鱼、鲢的肠蛋白酶活性由前肠向后肠递减；而青鱼、鲤、草鱼的则由前肠向后肠递增；鲫则中肠活性最低。六种鱼不同组织的脂肪酶活性因鱼而异。青鱼、鳜鱼、鲤、鲢肝脏中脂肪酶活性低于肠脂肪酶活性（Ｐ＜０．０１）；而草鱼和鲫肝脏中脂肪酶活性与肠脂肪酶活性差异不明显（Ｐ＞０．０５）。六种鱼肝脏中脂肪酶活性由高到低依次为鳜鱼＞鲢＞鲫＞草鱼＞青鱼＞鲤；肠脂肪酶活性顺序为鳜鱼＞鲢＞青鱼＞鲤＞草鱼＞鲫。脂肪酶活性与鱼类食性无明显相关性。不同组织间淀粉酶活性存在差异。鳜鱼的肝脏和肠均有较高淀粉酶活性，青鱼和鲫肝脏中淀粉酶活性低于肠中的；草鱼、鲤和鲢肝脏中淀粉酶活性高于肠中的，但差异不显著。六种鱼中鳜鱼的肝脏淀粉酶活性明显高于其它五种无胃鱼，它们的淀粉酶活性顺序依次为鳜鱼＞鲢＞鲤＞草鱼＞青鱼＞鲫；肠淀粉酶活性顺序为鳜鱼＞鲫＞鲤＞青鱼＞鲢＞草鱼。     

多巴色素异构酶基因对瓯江彩鲤黑斑体色的影响

多巴色素异构酶（dopachrome tautomerase，Dct）是酪氨酸酶家族的重要成员之一，在黑色素合成过程中具有重要作用。为了解多巴色素异构酶基因（）的“粉花”体色类型为研究对象，在对该基因进行克隆和表达分析的基础上，应用CRISPR/Cas9基因编辑技术研究了该基因对瓯江彩鲤黑斑体色的影响。结果发现，瓯江彩鲤存在2个Dct1与在“粉花”体色瓯江彩鲤的黑斑皮肤中的表达量显著高于白色皮肤，而Dct1和基因突变对瓯江彩鲤黑斑体色存在重要影响，与在鲤的黑斑体色形成中发挥着更大的作用。     

异源四倍体鲫鲤及亲本ApoE的克隆及组织表达分析

载脂蛋白E(Apolipoprotein E,ApoE)作为胆固醇代谢过程中的关键因子,参与脂蛋白转运和性腺发育。为进一步了解该基因的作用,本实验克隆并测序了异源四倍体鲫鲤及其父母本ApoE基因的全长序列。异源四倍体鲫鲤、红鲫和鲤的ApoE全长分别为1393 bp、1384 bp和1396 bp,均编码281个氨基酸。序列对比表明,异源四倍体鲫鲤ApoE与父本鲤更为相似。另外有2个氨基酸位点发生了与父母本均不同的变异,证明异源四倍体鲫鲤除了有杂交特征外也产生了变异。通过Mega软件构建的哺乳动物ApoE进化树与系统分类相一致:鲤科鱼类的ApoE聚类在一起而分离于其它物种。Real time PCR分析表明,ApoE基因在3种鱼中的组织表达模式基本一致,所有组织均有表达,而在脾脏中表达最高。     

鲤（Cyprinus carpio）Rh糖蛋白家族基因的克隆与组织mRNA表达

为了研究鱼类氨代谢机制,克隆了鲤（Cyprinus carpio）Rh糖蛋白家族的Rhag、Rhbg、Rhcgl基因的cDNA全序列,与人类Rh基因的氨基酸序列比对结果显示,鲤Rh糖蛋白保守性较高。系统分析表明,鲤3个Rh基因与斑马（Daniorerio）Rh基因的亲缘关系较近。Rhag、Rhbg、Rhcgl基因在鲤鳃组织中表达较高,而在其它组织表达的相对量极低。比较3个基因在鳃组织的表达,Rhbg的表达量极显著高于其它2个基因。这一结果预示Rhag、Rhbg、Rhcgl与鲤的氨代谢密切相关,尤其是Rhbg基因,可能是鲤氨代谢的重要因子。     

鲤脂肪酸合成酶基因的克隆与表达分析

脂肪酸合成酶(FASN)是动物体内脂肪酸合成的关键酶。本研究利用逆转录PCR和RACE技术获得鲤Cyprinus carpio FASN全长cDNA序列为8 927bp,开放阅读框7 533bp,编码2 511个氨基酸。FASN蛋白质相对分子量274 145.67D,理论等电点(PI)为6.10。氨基酸同源性分析结果显示:鲤FASN基因与其他鱼类同源性为75.13%~95.34%,与人同源性为61.81%。系统进化树结果显示:鲤FASN氨基酸序列与金线鲃Sinocyclocheilus grahamia聚为一支,同源性最高。实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测结果表明:FASN基因鲤脑组织中表达量最高,肝脏次之,血液中最低。鲤FASN基因的获得为进一步深入研究鲤脂肪酸的合成途径及脂肪发育分子调控机制奠定了基础。     

The in vitro effect of CpG-ODNs on the innate immune response of common carp, Cyprinus carpio L.

Unmethylated CpG dinucleotides within bacterial DNA or synthetic oligodeoxynucleotides (ODNs) can activate immune cells. A panel of synthetic oligodeoxynucleotides was evaluated in vitro for their ability to enhance the innate immune response of common carp (Cyprinus carpio L.). In vitro addition of CpG-ODNs enhanced the phagocytic activity and superoxide anion production of stimulated kidney phagocytes. The CpG-ODNs also induced lymphocyte proliferation in the fish kidney cells. The ODNs containing multiple CpGs generally resulted in greater stimulatory capacity, although CpGs located at the terminus of an ODN were ineffective. These results indicated that CpG-ODNs enhance the innate immune response of common carp.