尼罗罗非鱼微阵列Fosmid基因组文库的构建及基因筛选

以pCC2FOS为载体构建尼罗罗非鱼Fosmid基因组文库,共挑选115 200个单菌落,保存在300块384孔样品板中,构建4 800个行池、7 200个列池、300个板池和25个超级池,形成微阵列,并对其进行复制备份。该文库插入片段平均长度约为40 kb,覆盖约罗非鱼基因组的3倍。连续传代实验研究表明,文库具有良好的稳定性。由于构建超级池－板池－行、列池三级池系统形成的微阵列,有助于快速、准确、有效地筛选目的基因,仅需77个PCR反应(超级池25 板池12 行池16 列池24)就能筛选到含有目的基因的一个单克隆,解决了普遍存在的文库筛选难题。通过文库尝试筛选18个与性别分化和生长相关基因,均获得2~5个阳性克隆,说明文库具有较好的实用性。     

绿色巴夫藻cDNA文库的构建及EST序列分析

将绿色巴夫藻(Pavlova viridis)培养液逐种加入氨苄青霉素、硫酸庆大霉素、硫酸阿米卡星3种抗生素处理,经检验后无杂菌污染。以该藻种为实验材料,以λTriplEx2为载体,利用SMART技术构建其cDNA文库。经测定文库滴度为6×106pfu/mL,重组率为98%。利用PCR方法检测cDNA文库插入DNA片段的大小,其长度为0.5~2 kb,表明该文库达到建库要求,可用来筛选低丰度mRNA的基因克隆。对cDNA文库中的阳性克隆进行随机PCR扩增,挑选插入DNA片段较大的克隆,进行5’末端单向序列测定,测序结果与NCBI数据库进行BLAST比对,获得了200个有研究价值的EST序列和cDNA克隆,为进一步研究和开发绿色巴夫藻的功能基因奠定了基础。     

[03]黑龙江野鲤细菌人工染色体基因组文库构建

为了开展鲤基因组研究,深入研究遗传连锁图谱遗传标记的定位及数量性状的定位和克隆,并最终为分子育种提供服务,本实验构建了鲤的BAC基因组文库.通过采集黑龙江野鲤(Cyprinus caxpio haematopterus)全血细胞制备琼脂糖凝胶包埋块的方法获得了高分子量(HMW)DNA.通过BamHI部分酶切和PFGE电泳分离选择获得1130～300 kb的DNA片段,用电洗脱和透析的方法对产物进行浓缩和纯化.纯化的HMW DNA连接到大小为7.2 kh的克隆载体pEZ BAC上.为了评估构建的文库的质量使用一系列引物对文库进行了验证.本研究首次构建黑龙江野鲤的BAC文库,该库含有46656个克隆,插入片段大小在50～300 kh之间,平均大小在100 kb左右,覆盖鲤全基因组2.45倍,调取任一基因的概率为90070左右.获得的BAC克隆,保存在378块96孔板和27块384孔板中.建立了高效稳定的2步3维PCR筛选黑龙江野鲤BAC文库的方法.本实验为今后进一步进行鲤的功能基因定位及染色体步行、BAC-FLSH等研究工作打下重要基础.     

仿刺参cDNA文库构建以及序列分析

应用Gubler-Hoffman cDNA Library Construction技术,构建仿刺参(Apostichopus japonicus)cDNA文库.测试结果表明,库容量为2.0×106 pfu/mL,利用PCR方法检测cDNA文库插入DNA片段的大小,其长度范围在0.5～4.1 kb,插入片段平均长度为1.3kb,表明该文库达到建库要求,可用来筛选低丰度mRNA的基因克隆.随机挑选100个1kb以上的cDNA克隆进行测序分析,发现有25条EST序列和网上公布的其他物种的序列相似性较高,这些基因与刺参能量代谢和蛋白水解相关.其中发现的几个重要基因,如编码遍在蛋白以及缬酪肽蛋白等的基因,可能与仿刺参自溶过程的蛋白酶水解和细胞凋亡事件相关,进一步的研究还在进行.另有49条EST序列相似性较低,推测可能是功能未知的新基因.仿刺参cDNA文库的成功构建,为下一步大量EST序列分析和功能性新基因的发现,以及从基因水平认识仿刺参这一特殊棘皮动物的生长、发育和代谢规律奠定了基础.     

条斑紫菜细胞质甘油醛-3-磷酸脱氢酶的cDNA克隆和序列分析

利用已知甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)的特征性保守区域获得的探针筛选条斑紫菜cDNA文库，获得了1个全长的cDNA克隆GAP2，编码细胞质甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPC)。其中GAP2 cDNA插入片段为1596bp，包括一个1008bp的开放阅读框编码336个氨基酸的细胞质甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPC)蛋白。将获得的GAPC蛋白的氨基酸序列与其它物种的GAPDH序列进行多重序列比较后，发现条斑紫菜的GAPC氨基酸序列包含了4个高度保守的结构域。条斑紫菜GAPC的cDNA序列中GC含量很高，为64．2％，与紫菜EST分析中得到的结果(65．2％)近似。通过GAPDH的分子发育进化分析，对红藻的分类地位进行了初步探讨，条斑紫菜的细胞质甘油醛-3-磷酸脱氢酶的cDNA序列已登记到GenBank数据库，序列号分别为：AY273820。     

条斑紫菜谷胱甘肽S-转移酶基因的克隆与表达分析

谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase,GST)是一类多功能蛋白家族,主要参与解毒和抗氧化防御过程。为了研究GST在条斑紫菜叶状体解毒过程中的作用,克隆并分析了条斑紫菜一个可溶性谷胱甘肽S转移酶基因(命名为PyGST)的基因组DNA序列和cDNA序列,采用实时荧光定量PCR研究了其在铅胁迫下的表达规律。PyGST包含一个长624 bp的完整开放阅读框,编码区内含有一个长248 bp的内含子。PyGST具有GST蛋白家族的保守碱基和保守结构域。PyGST与藻类GST的亲缘关系最近,与动物Sigma型GST的亲缘关系次之;在进化树上PyGST等大多数藻类GST与动物Sigma型GST聚为一簇,表明PyGST属类Sigma型GST。铅胁迫能显著诱导PyGST表达,说明在叶状体细胞内PyGST参与了重金属铅的解毒过程。     

海带雌配子体细菌人工染色体(BAC)文库构建及特异分子标记邻近基因的图位克隆与序列

UV性别决定系统在一些低等生物生活史的单倍体阶段展现出特定的进化和遗传特性。实验构建了一个海带雌配子体基因组的细菌人工染色体(BAC)文库,结果显示,该文库包含31 872个克隆,插入片段平均长为115 kb,覆盖6.57倍的海带基因组。利用海带雌配子体特异性的标记FRML-1488的序列为探针筛选BAC文库,获得4个阳性BAC克隆。随机挑选一个克隆(638-C12),通过Roche454第二代测序平台进行测序,并经过间隔序列的扩增、克隆和测序,了解到该BAC克隆的插入片段长为86 996 bp。该序列位于海带基因组的Scaffold285上,占后者序列总长的22.4%。序列分析结果显示,在雌配子体特异性标记FRML-1488的上游存在大量的微卫星以及Copia逆转录转座子等重复序列。推测BAC克隆638-C12的插入片段可能与海带U染色体的性别决定区相关。本研究是BAC文库在海带性别相关序列图位克隆的首次应用报道,将有助于海带性别染色体结构的揭示及性别决定机制的解析。     

条斑紫菜泛素结合酶基因的cDNA序列克隆与分析

泛素蛋白酶体系统（ubiquitinproteasomes system，UPS）是真核生物重要的翻译后修饰系统，参与了许多重要的生理反应，同时也参与了蛋白质的质量控制和细胞的稳态维持，因此研究条斑紫菜UPS有助于阐明条斑紫菜在逆境胁迫下通过UPS降解异常蛋白和调节蛋白的生物学活性。泛素结合酶（ubiquitinconjugating enzyme，E2）是UPS的重要组成部分。根据电子克隆结果指导RT-PCR实验，成功克隆了条斑紫菜泛素结合酶基因（PyE2）的cDNA序列（GenBank accession：FJ232910）。该cDNA序列含有长444 nt的完整ORF，编码蛋白（PyE2）的分子量16.6 ku，长147 AA。PyE2与其它物种的E2具有高度的一致性和相似性，反映出E2在进化上相当保守。PyE2含有E2活性位点的保守序列及半胱氨酸残基，其三维结构与人的I类E2高度一致。PyE2不含C端和N端延伸结构，所以在条斑紫菜E2家族中属于I类E2。     

普通变形杆菌TWN-3株基因组文库构建及免疫印迹筛选

在从患病大口鲇中分离到普通变形杆菌TWN-3株的基础上,将该菌总DNA用EcoRI不完全酶切后,分离5kb左右的片段,连接入pUC18质粒,转化E.coli BL21,构建基因组文库,得到3.6×103个重组子,远大于理论计算的1831个重组子,随机挑选重组子经EcoRI酶切鉴定重组率为100%,文库构建成功;将该菌裂解液与佐剂混合,免疫雄性新西兰大白兔,免疫程序结束后,抽血并分离血清,对用异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导后的文库进行免疫印迹筛选,最终得到8个阳性克隆子。本实验为该菌的DNA疫苗以及重要基因表达研究打下基础。     

坛紫菜遗传连锁图谱的构建

以野生型坛紫菜纯系(♀)和红色型坛紫菜纯系(♂)作为杂交亲本,结合四分子分析法及单个体细胞克隆的丝状体途径,创建了由157个株系组成的坛紫菜DH作图群体,并用经过筛选的24对SRAP引物和16对SSR引物对父母本及作图群体各株系进行双标记分析,获得了224个多态性标记,其中157个标记符合孟德尔分离规律。根据标记间的连锁规律,首次构建了坛紫菜的分子遗传连锁图谱,所构建的遗传图谱由包含124个标记(含SRAP标记104个,SSR标记20个)的5个连锁群组成,总长度为879.2cM,平均标记间隔为7.09cM,各个连锁群长度为134.2～213.6cM,包含标记18～31个。最后采用3种不同方法计算得到坛紫菜的估计基因组长度平均为955.3cM,由此得到坛紫菜遗传连锁图谱的基因组覆盖率为92.0%。     

鲍疱疹病毒原位LAMP检测方法的建立与初步应用

为精确定位鲍疱疹病毒(HaHV-1)在宿主不同组织器官中的分布,明确HaHV-1的组织亲嗜性和侵染进程,实验基于环介导等温扩增技术(LAMP)和原位杂交技术建立了HaHV-1的原位LAMP检测方法。利用该方法研究了HaHV-1人工感染实验不同时间节点,病毒在杂色鲍主要器官的分布规律和组织亲嗜性。并对已报道的HaHV-1 LAMP扩增引物进行优化,实现对载玻片上原位固定靶组织内病毒DNA的稳定、特异扩增,筛选最佳显色时间等原位杂交反应条件,最后通过免疫酶标技术分析HaHV-1在组织样本内的分布情况。结果显示,HaHV-1原位LAMP检测方法最适显色时间为60 min。利用该方法对攻毒后24、36、48、60和72 h,HaHV-1在杂色鲍外套膜、鳃、肝胰腺和腹足神经节4种样本的组织分布情况进行检测和分析。病毒阳性信号最早于36 h出现在腹足神经节,48 h在部分外套膜样本中观察到病毒阳性信号,分布局限于外周神经中。在感染实验后期,病毒阳性信号出现在肝胰腺结缔组织中。病毒阳性信号出现的部位常有大量细胞渗出和浸润,渗出的细胞中可见被病毒感染的血淋巴细胞。本研究建立的HaHV-1原位LAMP检...     

罗氏沼虾不同养殖模式对水体浮游生物的影响

通过围隔实验比较罗氏沼虾不同养殖模式对水体浮游生物的影响。实验设置6种养殖模式:罗氏沼虾单养(MP)、罗氏沼虾+浮萍(水面覆盖率5%)(PP)、罗氏沼虾+鲢(PF)、罗氏沼虾+背角无齿蚌+鲢(PMF)、罗氏沼虾+背角无齿蚌+浮萍(PMP)、罗氏沼虾+背角无齿蚌+浮萍+鲢(PMPF)。养殖64 d后,测定不同模式中浮游植物和三大类浮游动物(轮虫、枝角类及桡足类)的种类和数量。结果显示,上述6种模式中浮游植物共同优势种有4种,但优势度指数最大的浮游植物不同,MP组是锥囊藻属,有浮萍的PP和PMP组均为细小平裂藻,混养鲢的PF、PMF和PMPF组均为针杆藻。不同养殖模式无共同的浮游动物优势种。养殖模式对浮游生物密度具有显著影响,PF组浮游植物密度最高,MP组浮游植物密度最低,PF组浮游植物密度比MP、PP和PMP组分别高78%、53%和61%。相反,浮游动物密度MP组最高,PF组最低。混养鲢的PF、PMF和PMPF组浮游动物密度显著低于其他3组。研究表明,罗氏沼虾养殖中混养鲢可增加浮游植物密度而降低浮游动物密度,浮萍和鲢影响池塘优势种。     

Use of Microbacterium sp. and Exiguobacterium mexicanum to improve the survival and development of Artemia under xenic conditions

The effect of Microbacterium sp. strain 8L and Exiguobacterium mexicanum strain 8N was evaluated in the diet of Artemia under xenic conditions. Viable cultures of bacteria were provided to xenic cultures of Artemia in combination with Sacharomyces cerevisiae, cornflour or Spirulina, and the effect on the survival and growth was recorded. The use of these bacterial strains improves significantly the survival of Artemia independently of the used food (P < 0.05), and variable results were observed in the growth.     

青鱼和鲇肠道排泄物对养殖水体铜绿微囊藻休眠体复苏的影响及作用途径

为探讨养殖水体底栖鱼类肠道排泄物对铜绿微囊藻休眠体复苏的影响,将青鱼和鲇肠道排泄物与铜绿微囊藻休眠体用野外养殖水域沉积物(底泥)混匀包埋,在10、15和20°C梯度温度下进行休眠体复苏实验。结果显示,铜绿微囊藻休眠体主要复苏期为第3～15天,在10和15°C条件下,青鱼排泄物组(MP)、鲇排泄物组(SA)和青鱼-鲇排泄物混合组(MP-SA)铜绿微囊藻休眠体复苏率均显著高于对照组(CK),且MP组也显著高于SA组和MP-SA组;在20°C条件下,MP组铜绿微囊藻休眠体复苏率显著高于SA组、MP-SA混合组和CK组,但SA组和MP-SA组与CK组复苏率并无显著性差异。实验过程中MP组沉积物中优势菌群以假单胞菌为主,SA组和MP-SA组优势菌群分别以芽孢杆菌和厚壁菌为主,第0～12天为菌群增殖期,且此期间沉积物-水体界面(SWI)实验MP组、SA组和MP-SA组溶解氧含量(DO)和氮磷比(N/P)均显著低于对照组。研究表明,青鱼和鲇肠道排泄物能促进铜绿微囊藻休眠体复苏,且这种促复苏效果在低温区间(10～15°C)更显著,可能是排泄物中菌群在生长增殖期降低了沉积物-水体界面N/P和DO的结果。研究结果对养殖水体底泥清淤和春季铜绿微囊藻水华防控具有一定的理论意义。     

欧洲鳗短钩拟指环虫病及其鳃组织病理

报道了患短钩拟指环虫病欧洲鳗的症状、流行状况和鳃显微组织病理.游动和呼吸频率异常、鳃丝浮肿和鳃上粘液增多为该病的主要症状.该病尽管在冬季也有发生,但水温在26℃以上的春末、夏季和秋初是最易发病的流行季节,流行出现明显的季节性变化.患病欧洲鳗鳃的组织病理变化主要表现出5种类型,其一是鳃小片上皮细胞增生,使邻近的鳃小片相连;其二是鳃小片粘液细胞增生,同样使鳃小片连成一片,增生的粘液细胞经阿利新蓝(Alclan blue)和过碘酸雪夫氏(Periodic acid schiff)二者联合染色后呈蓝紫色的染色反应,属于Ⅳ型的粘液细胞;其三是鳃小片肿大,但单层扁平上皮细胞无肿大现象,上皮细胞层与毛细血管相分离,鳃小片上皮细胞坏死,上皮细胞层破裂,血细胞外溢,鳃小片上皮细胞坏死脱落后,失去鳃小片原有的结构;其四是鳃小片肿大同时伴随单层扁平上皮细胞肿大,进一步发展,鳃小片上皮细胞坏死脱落后,鳃小片同样失去原有的结构;其五是鳃小片毛细血管严重充血扩张,比原毛细血管扩张几倍到十几倍,形成充满红细胞的棒状到球状的动脉瘤.结果表明鳃上皮细胞增生、粘液细胞增生、鳃小片肿大、上皮细胞坏死脱落和严重充血成动脉瘤等病理变化都可导致患病欧洲鳗呼吸困难,轻者影响其生长,重者最终因呼吸衰竭而死亡.     

Identification of Stress Sensitive Genes in Hyperthermic Atlantic Salmon (Salmo salar) Embryos by RAP-PCR

Deformities of skeletal structures, the heart, and other organs are a recurrent problem in species used in intensive aquaculture. Elevated egg incubation temperature appears to be a high risk factor in the development of these malformations, but the causal relation has not been established. Our aim was to identify candidate genes involved in the development of heat induced deformities in Atlantic salmon (Salmo salar). Temperature sensitive genes were isolated by RNA Arbitrarily Primed (RAP)-PCR. A total of 33 RAP-PCR products were successfully sequenced, and the expression of eight identified genes was further examined by RT-PCR from pooled samples of heat exposed embryos. Five of these genes were demonstrated to be temperature sensitive, of which four were shown to be up-regulated and one was down-regulated at elevated water temperatures. The atrial natriuretic peptide (ANP) gene, which is a promising candidate for heart deformities, showed the highest level of heat induction. Three additional RAP-PCR products identified as heterogeneous nuclear ribonucleprotein (hnRNP) A0, acyl CoA binding protein (ACBP) and mitochondrial (mt)-HSP70 showed up-regulated mRNA expression in response to elevated water temperature. The single down-regulated gene was identified as an Atlantic salmon (Salmo salar) homolog of the cysteine and tyrosine-rich 1 (CYYR1) gene. This study demonstrated that a temperature elevation of only 4 °C during the early stages of the organogenesis in Atlantic salmon induce altered expression of a number of genes, which are candidates for the development of heat induced deformities.     

大菱鲆高温胁迫应答主效QTL候选基因的表达特性分析

为研究大菱鲆高温胁迫下相关应激基因的表达影响,采用Real-time PCR对本课题组已定位到的大菱鲆高温胁迫应答主效QTL中的4个候选基因(p53、UBE2H、ZNF469和MAGI2基因)在不同温度胁迫下的肝脏、鳃、脾脏、皮肤4个组织中的表达量进行检测。以大菱鲆正常生活水温14°C为对照组,20°C、23°C、25°C和28°C为实验组,进行数据分析。结果显示,4个基因在各个组织中均有表达,且表达量具有组织和温度特异性。其中UBE2H的表达量在4个组织中均呈现出先上升后下降的趋势,在肝脏、脾脏、皮肤组织中20°C时急剧上升并达到峰值且差异显著;在鳃组织中23°C时达峰值,差异显著。p53在4个组织中的表达量均有先上升后下降的趋势,但在鳃和皮肤组织中28°C时表达量急剧升高达到峰值且差异显著。ZNF469和MAGI2在4个组织中均在20°C时大量表达,并远高于其他温度。研究表明,在大菱鲆高温胁迫应答过程中p53基因与DNA修复和细胞凋亡密切相关,而UBE2H基因参与的泛素-蛋白酶体途径对p53基因具有反馈调节作用,是维持细胞稳态的关键基因;ZNF469和MAGI2在作为鱼类应答高温胁迫的生物标志物方面具有重要研究价值。     

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。     

珠江口海域双胞旋沟藻赤潮对卤虫幼体、鱼苗和虾苗的急性毒性

为研究2009年10月下旬在广东珠海海域爆发的双胞旋沟藻赤潮对养殖鱼类及水体中其它生物的影响,实验以卤虫幼体、金鼓鱼苗和凡纳滨对虾苗作为受试生物,在赤潮现场测试双胞旋沟藻对卤虫幼体、鱼苗和虾苗的急性毒性效应。结果显示,24 h双胞旋沟藻对卤虫幼体的LC₅₀(半致死浓度)为9.55×10⁴/mL,藻密度为2.5×10³/mL的双胞旋沟藻对卤虫幼体的LT₅₀(半致死时间)为48.5 h。60 h内该赤潮水体对鱼苗和虾苗的存活无不利影响,卤虫幼体和金鼓鱼苗均可摄食双胞旋沟藻,卤虫幼体对双胞旋沟藻的摄食率低。研究表明,双胞旋沟藻赤潮水体对卤虫幼体有一定的毒性作用,但在低藻密度条件下,卤虫幼体能以该藻为食并维持其生命,双胞旋沟藻对金鼓鱼苗和凡纳滨对虾苗无急性毒性作用。     

二氧化锗对共培养萱藻丝状体和硅藻生长的影响

为抑制萱藻丝状体保存和扩增过程中出现的小伪菱形藻与碎片菱形藻的生长,本实验应用实验生态学方法,分别建立了丝状体与小伪菱形藻、丝状体与碎片菱形藻、丝状体与小伪菱形藻和碎片菱形藻的共培养体系,研究了1.00～4.00μg/mL二氧化锗(GeO_2)对共培养条件下丝状体生长发育及附生硅藻生长的影响。结果显示:(1)处理萱藻丝状体和硅藻共培养体系的适宜GeO_2浓度为1.00～2.50μg/mL,各实验组14 d的硅藻抑制率均高于67.33%±5.18%,且丝状体生长发育良好,2.00μg/mL为最适浓度,此浓度下丝状体日均增长率最高,在各培养体系中均大于11.00%,且诱导后孢子囊枝比例和孢子囊直径分别为57.47%±5.31%和(24.55±1.01)μm,与对照组差异不显著;(2) 3.50和4.00μg/mL GeO_2虽对硅藻抑制效果更佳,但同时也会抑制丝状体生长和后期孢子囊的形成与发育,其中4.00μg/mL GeO_2可导致丝状体死亡;(3)碎片菱形藻较小伪菱形藻对GeO_2更敏感。实验14 d,各浓度GeO_2对碎片菱形藻的抑制率为(82.10%±2.40%)～(96.35%±0.79%),均高于同浓度GeO_2对小伪菱形藻的抑制率;同时在丝状体与小伪菱形藻和碎片菱形藻的共培养体系中,碎片菱形藻占硅藻比例随GeO_2浓度升高而相应下降。