锯缘青蟹蜕皮抑制激素cDNA的分子克隆及其表达分析

根据近缘种类同源序列设计简并引物,采用逆转录聚合酶链式反应(RT—PCR)技术,首次扩增获得锯缘青蟹(Scylla serrata)眼柄组织中编码蜕皮抑制激素(MIH)成熟肽全长cDNA序列及部分信号肽序列。将该序列克隆到pUCm—T载体上进行序列测定。结果表明,编码锯缘青蟹MIH成熟肽的cDNA由234个碱基组成,由此推测MIH成熟肽含78个氨基酸残基。该序列不仅与其它短尾类甲壳动物的MIH氨基酸序列具有高度的同源性(79％～9l％),还与该激素同一家族的性腺抑制激素、大颚器抑制激素的氨基酸序列具有较高的相似性。RNA斑点杂交结果显示,MIH基因在眼柄神经节及脑组织中均有表达,而在肌肉、中肠腺中不表达。     

中华绒螯蟹蜕皮抑制激素1(Ers-MIH1)-GST融合蛋白在大肠杆菌中的表达

蜕皮抑制激素(molt—inhibiting hormone，MIH)属甲壳动物高血糖激素(crustacean hyperglycemic hormone，CHH)家族。MIH抑制Y-器官蜕皮激素的合成。以中华绒螯蟹(Eriocheir japonica sinensis)眼柄总RNA为模板，根据中华绒螯蟹蜕皮抑制激素1(Eriocheir japonica sinensis molt—inhibiting hormone-1，Ers—MIH1)基因序列设计引物，用RT—PCR的方法获得了Ers—MIH1基因成熟肽的cDNA片段。序列分析表明，Ers—MIH1基因成熟肽编码区含有228bp，编码75个氨基酸残基，与已发表的序列一致。将该cDNA片段插入到中间载体pMD18-T中，酶切后再将该片段插入到pGEX-4T-1表达载体中，构建成表达质粒pGEX-4T—MIH1。在BL21细胞中经IPTG诱导表达，得到GST—MIH1的融合蛋白。SDS—PAGE分析表明，经0．1mmol／L IPTG诱导4h，发现大量GST—MIH1融合蛋白表达，在分子量(Mr)为34kD处有1条特异的蛋白质条带。中华绒螯蟹蜕皮抑制激素1融合蛋白的成功表达为进一步深入研究MIH在中华绒螯蟹蜕皮过程中的作用机制奠定了基础。     

中华绒螯蟹高血糖激素基因的克隆和分子结构解析

为深入研究中华绒螯蟹（Eriocheir sinensis）高血糖激素（Crustacean Hyperglycemic Hormone, CHH）基因的结构与功能,我们首次从中华绒螯蟹眼柄中克隆得到高血糖激素基因的全长cDNA序列（Ers-CHH, GenBank 注册号：JX485664）。序列及分子结构分析结果显示：Ers-CHH基因全长585bp,ORF区为 453bp,编码150 个氨基酸,N端30个氨基酸为预测的信号肽区域,其后为42个氨基酸的前体相关肽和78 个氨基酸的成熟肽。其成熟肽区具有典型的CHH家族结构域,包括3个二硫键C7-C43、C23-C39 、C26-C52和4个α螺旋（alpha-helix）,但不具有β折叠结构（beta-sheet）。Ers-CHH成熟肽氨基酸序列与溪蟹（Ptychognathus pusillus）相比有92%的相似性;其三维结构与其它物种CHH三维结构比较结果显示,4个α螺旋所处的位置及所含氨基酸的相似性较高。与中华绒螯蟹MIH相比,CHH序列前段缺少一个螺旋,但其4个α螺旋的位置及氨基酸数目与MIH的α2-α5螺旋高度一致,空间结构也基本相同,这可能是两种激素功能部分重叠的分子基础。上述结果为进一步研究CHH在中华绒螯蟹生长发育及能量代谢过程中的调节机制和人工控制甲壳动物生长代谢提供了重要信息。     

青虾高血糖激素基因全长cDNA序列的克隆及表达分析

本研究首次克隆了青虾(Macrobrachium nipponense)高血糖激素(crustacean hyperglycemic homone,CHH)基因全长cDNA序列,并使用荧光定量PCR技术首次检测了CHH基因在青虾不同组织中的表达。青虾CHH基因cDNA全长1 017 bp,包括241 bp的5′UTR,408 bp的开放阅读框(ORF),355 bp的3′UTR,开放阅读框编码135个氨基酸。成熟肽包含6个CHH家族中位置保守的Cys残基。青虾CHH成熟肽C端为GK,确定为ES型CHH基因。蛋白相似度比对显示,所分离的青虾CHH被归为CHH家族I型肽。系统进化树分析表明,青虾CHH多肽与罗氏沼虾聚在一起,具有最近的亲缘关系。荧光定量PCR检测显示,CHH基因在青虾不同组织中均有表达,其表达量由高到依次为眼柄、精巢、腹神经节、脑、肠、肝、心脏、卵巢。以卵巢为参照其表达量设为1时,眼柄与精巢CHH基因表达量分别为卵巢的500倍和250倍,由此推测CHH基因可能与雄性生殖过程相关。     

草鱼生长激素cDNA基因的克隆及序列分析

通过反转录PCR技术，从草鱼脑垂体的总RNA中获得一特异cDNA片段，经克隆后测序，结果表明，该片段长633bp，与报道的草鱼生长激素基因相比，有10个碱基的差异，而推导的蛋白质仅1个氨基酸残基的差异，推测为草鱼生长激素cDNA基因。     

中华绒螯蟹眼柄视上神经节和肌肉总RNA提取的比较

用Trizol法抽提出中华绒螯蟹眼柄视上神经节的总RNA和肌肉的总RNA,紫外分光光度计检测2种总RNA的纯度,1.0%琼脂糖凝胶电泳检测分析RNA的质量。实验结果表明,眼柄视上神经节和肌肉的总RNA纯度均较高,完整性较好,RNA基本无降解,总RNA的含量和纯度均可以用于后续的抑制消减杂交实验,为构建中华绒螯蟹眼柄视上神经节特异性表达的cDNA文库打下了良好的基础。     

斑节对虾真核生物翻译起始因子3亚基4（btseIF3g）序列分析及组织表达特性

通过mRNA差异显示(differential display,DD)技术筛选的差异片段,与斑节对虾(Penaeus monodon)混合组织cDNA文库中的EST进行拼接,获得斑节对虾真核生物翻译起始因子3亚基4(btseIF3g)的全序列(GenBank登录号:FJ829364).btseIF3g全长1 041 bp,由72 bp 5′非编码区、90 bp 3′非编码区以及879 bp的开放阅读框组成,推测编码一个长度为292个氨基酸的蛋白.经BLAST分析,btseIF3g C端含有一个RNA识别基序(RNA recognition motif,RRM)的保守结构域(E值为2.72e-25).利用氨基酸序列进行系统发育分析表明,btseIF3g与eIF3g属于同一分支.采用荧光定量PCR(Real-time PCR)方法对250日龄的雌、雄斑节对虾不同组织表达特性研究发现,btseIF3g在眼柄神经节、脑神经、肝胰腺、性腺和肌肉组织中均有表达,在卵巢中的相对表达量极显著(P<0.01)高于其他组织,这一结果提示eIF3g可能与斑节对虾卵巢发育相关.     

鲫血清转铁蛋白cDNA片段的克隆与序列分析

取体重约300g鲜活鲫(Carassius auratus)的肝组织进行总RNA提取。从GenBank数据库查询已发表的8种鱼转铁蛋白cDNA或基因序列,根据铁离子结合转运功能位点,设计并合成了2对引物P1、P4以及P2、P3,克隆出鲫血清转铁蛋白cDNA中的从大约550bp至1450bp的核心片段,长度为0．9kb。同时,比较了几种鱼血清转铁蛋白cDNA序列的同源性,并推导出鲫血清转铁蛋白cDNA核心片段的氨基酸序列,并分析了该氨基酸序列的结构和特性。     

泛甲壳动物激素调控卵黄蛋白原合成的分子机制研究进展

昆虫和甲壳动物由于进化上亲缘关系近统称泛甲壳动物，大多数泛甲壳动物卵黄蛋白原为雌性特异性蛋白，是卵母细胞中储存的卵黄蛋白的前体，可为胚胎发育提供营养和能量，是决定繁殖性能的关键因素，在生殖发育起着十分重要作用。业已证明，调控泛甲壳动物卵黄蛋白原的主要激素有保幼激素、蜕皮激素、神经肽和胰岛素样肽等。昆虫保幼激素和蜕皮激素发挥促进作用，而神经肽和胰岛素样肽对卵黄蛋白原合成的调控作用因种类不同存在不同。除了以上激素，甲壳动物特有的眼柄高血糖激素家族以及促雄腺激素对卵黄蛋白原的合成起负调控作用。本文总结了近年来泛甲壳动物卵黄蛋白原合成的调控机制的相关研究，概括并比较了调控昆虫与甲壳动物的卵黄蛋白原合成的主要激素及调控机制，为养殖虾蟹甲壳动物生殖调控相关研究提供参考。     

RACE法分离团头鲂生长抑素全长cDNA及其序列测定

生长抑素具有抑制脑垂体GH释放的作用，是调控鱼类生长的主要激素之一。本研究采用RT和RACE(rapid amplification of cDNA ends)法，分离和测定了团头鲂脑中生长抑素PSSI cDNA的全长核苷酸序列，并对该基因进行了结构和系统进化分析。3’RACE扩增得到700bp左右的片段，5’RACE分离得到500bp左右的片段，把3’片段与5’片段拼接得到全长cDNA。cDNA全长735bp[不含poly(A)]，5’端非翻译区有100nt。3’端290bp[不包含poly(A)]，阅读框(open reading frame，ORF)345bp。该序列与金鱼PSSI cDNA序列同源性为90％，主要差异在5’端非翻译区。团头鲂生长抑素mRNA阅读框编码114个氨基酸，包括一些酶切位点，产生26个氨基酸的大分子态生长抑素，进一步加工成与人等结构相似的14个氨基酸的生长抑素；团头鲂生长抑素前体氨基酸序列与金鱼、虹鳟、鲶鱼、鲅鱇、蛙、牛、鼠、鸡、猴、人等的比较发现，它与金鱼的同源性最高达95％，与鮟鱇最低50％，与人68％。这说明生长抑素基因在长期的进化中相当保守，同时，也因为鱼类生活环境多样导致基因变异较大。     

Mechanisms and control of vitellogenesis in crustaceans

Crustaceans produce complex yolk proteins to meet the substrate and energy requirements of embryonic development. Early electron microscopic investigations point to a biphasic yolk synthesis, first within the ovary, followed by heterosynthesis at extra-ovarian sites. Recent advances in molecular techniques have enhanced our understanding of the genetic control of yolk synthesis in crustaceans. Amino acid sequencing of crustacean vitellogenin (Vg) has enabled the elucidation of the cDNA sequence associated with it, the identification of genes, and the examination of their expression patterns in different tissues. Yolk processing in crustaeans involves cleavage of the pro-Vg at consensus sites by subtilisin-like endoproteases within the hepatopancreas, hemolymph and oocytes. The structural elucidation of crustacean yolk proteins, as well as the comparison of amino acid sequences of vitellogenins from various crustacean species, has revealed molecular phylogenetic relationships not only among them but also with other large lipid transfer lipoproteins of disparate function. The combinatorial effects of eyestalk neuropeptides and a variety of trophic hormones achieve the hormonal coordination of molting and reproduction. Biogenic amines secreted by the central nervous system may also play an integrative role by stimulating neuropeptide secretion.     

重叠延伸拼接法从基因组DNA中获得Ers-MIH1基因的编码区

蜕皮抑制激素(molt-inhibiting hormone,MIH)产生于端髓X-器官(MTXO),储存在甲壳动物眼柄的窦腺中,抑制Y-器官蜕皮素的分泌,参与调控甲壳动物的生长和发育等重要的生理活动。提取中华绒螯蟹肌肉组织中的基因组DNA,以此为模板,采用重叠延伸拼接法(gene splicing by overlap extension,SOE)将中华绒螯蟹蜕皮抑制激素1Eriocheir sinensismolt-inhibiting hormone-1(Ers-MIH1)成熟肽基因的编码区连接起来,克隆到pMD18-T载体中,随机挑取3个阳性克隆测序,测序结果与已知的Ers-MIH1基因编码区的序列相一致。从基因组DNA中克隆该基因的方法有效地解决了取材不便给研究中华绒螯蟹蜕皮抑制激素基因所带来的限制等问题。     

Induction of spawning in Pacific white shrimp Litopenaeus vannamei (Boone, 1931) by injection of its molt inhibiting hormone isoform II produced in E. coli

The optimization of reproductive parameters in shrimp farming continues to be a challenge for most producing countries. Although the crustacean neuropeptides have been studied extensively in the last two decades, the functions of most of these neuropeptides remained putative. Among them, molt‐inhibiting hormone isoform II (MIH II) has shown an important role in vitellogenesis. In this study, the cDNA encoding mature MIH II peptide was isolated by RT‐PCR from the L. vannamei eyestalk. The cDNA was cloned into pET28a bacterial expression vector. Recombinant MIH II was obtained in the form of insoluble inclusion bodies and purified to ~88% purity. Two doses of rMIH II and a negative control group were assayed in vivo. The stages of ovarian maturation and spawning were recorded during 72 hr post‐injection. The results showed that ovarian maturation occurred approximately in 9% and 33% of females injected with rMIH II at the doses of 300 and 600 ng/gbw respectively. Neither maturation nor spawning was detected in the negative control group. Females injected with 600 ng/gbw, which showed vitellogenic stages III and IV, spawned. These preliminary results argue that the hormone rMIH II could be a promising candidate to induce spawning in L. vannamei shrimp.     

草鱼胰岛素样生长因子_基因克隆及序列分析

采用逆转录－聚合酶链式反应（ＲＴ－ＰＣＲ）方法,从草鱼肝脏的总ＲＮＡ中扩增出胰岛素样生长因子－Ｉ（ＩＧＦ－Ｉ）基因序列,定向克隆至质粒pUC18,测宇了该基因序列,推导期编码的蛋白序列,克隆的cDNA序列编码包括Ｂ,Ｃ,Ａ,Ｄ和Ｅ五个区域的１７个氨基酸,与鲤ＩＧＦ－Ｉ成熟肽比较,核酸序列和氨基酸序列的同源性分别为９３．８％和９７．１％,E区域分析结果表明,所克隆的草鱼ＩＧＦ－Ｉ序列属于ＩＧＦ－ＩＥa-2亚型。     

Cloning of kuruma prawn Marsupenaeus japonicus crustin-like peptide cDNA and analysis of its expression

ABSTRACT:   Antimicrobial peptides serve as an important component of the innate immune system of all species by functioning to provide a rapid first line defense against infection. Arthropod antimicrobial peptides have been well described in insects, whereas only a few molecules have been identified in crustaceans. Five variants (types 1–5) of Marsupenaeus japonicus crustin-like peptide cDNA that were obtained from a hemocyte cDNA library and polymerase chain reaction (PCR) amplification are reported here. Marsupenaeus japonicus crustin-like peptide type 1, the predominant type, has a cDNA consisting of 679 nucleotides and an open reading frame consisting of 573 base pairs coding for 191 amino acid residues. Other types contain varying glycine-rich repeats at the N-terminal amino acid sequences. The deduced amino acid sequences of these variants are highly similar to those of Litopenaeus setiferus (80% identity), Litopenaeus vannamei (80% identity) and Carcinus maenas crustins (44% identity). Expression of Marsupenaeus japonicus crustin-like peptide mRNA was detected in hemocytes, but not in the heart, hepatopancreas, gill, fore-gut, mid-gut, muscle, subcuticular epithelium or ovary. The expression level of crustin-like peptide mRNA increased significantly 1, 3 and 7 days post-peptidoglycan feeding as determined by quantitative real-time PCR. These results suggest that crustin-like peptide could have an important role in shrimp defense mechanisms.     

凡纳滨对虾精氨酸激酶的多克隆抗体制备及组织特异性表达分析

精氨酸激酶（arginine kinase，AK）在调节无脊椎动物磷酸精氨酸与ATP之间能量平衡的过程中具有重要作用。在前期工作基础上，设计特异引物，以凡纳滨对虾肌肉组织cDNA为模版，克隆得到了1 071 bp的凡纳滨对虾精氨酸激酶的完整开放阅读框；将它克隆到原核表达载体pGEX-4T-2上，转化BL21 (DE3) 菌株，经诱导后表达出GST-AK融合蛋白。以纯化的融合蛋白作为抗原免疫小鼠，制备多克隆抗血清，经检测该抗原与抗体识别良好。利用得到的抗体对凡纳滨对虾AK在蛋白质水平上的特异性表达进行分析发现，精氨酸激酶在对虾的肌肉、心脏、神经、血细胞和胃组织中具有高的表达量，而在眼柄、肝胰腺、鳃和皮肤组织中表达量较低。为进一步研究精氨酸激酶在对虾体内的功能奠定了基础。     

脊尾白虾VgR基因克隆及其在卵巢发育过程中的表达分析

为了解卵黄蛋白原受体(vitellogenin receptor,Vg R)在脊尾白虾卵巢发育中的作用,采用同源克隆和RACE技术,克隆了脊尾白虾Vg R基因全长c DNA序列,用实时荧光定量PCR方法分析了Vg R基因在雌虾不同组织、卵巢发育不同时期的表达特征。结果显示,脊尾白虾Vg R基因全长5892 bp,开放阅读框5661 bp,编码1886个氨基酸。脊尾白虾Vg R具有低密度脂蛋白受体(LDLR)家族典型结构特征,属于LDLR家族,进化上与日本沼虾等甲壳动物Vg R亲缘关系最近,然后与昆虫Vg R分支聚为一支,而与LDLR家族中其他成员亲缘关系较远。脊尾白虾Vg R在各组织中均有表达,但主要在卵巢内表达。随着卵巢的发育,卵巢Vg R表达量逐渐升高,在III期达到最大,与肝胰腺Vg表达量、血液Vg浓度变化趋势相一致;而在卵巢成熟时,卵巢Vg R表达量降到了最低,与肝胰腺Vg表达情况截然相反;排卵后的恢复期,血液中Vg浓度仍维持在较高水平,卵巢Vg R表达量又升至III期水平,同时卵巢Vg表达量也升至最高。由此可见,甲壳动物与昆虫Vg R起源于同一祖先,但在进化上已形成独立一支;脊尾白虾卵巢成熟前,卵巢主要通过Vg R介导作用摄取血液中Vg,以供卵巢快速成熟;卵巢成熟期,肝胰腺呈现补偿性合成Vg,以尽快恢复其营养储备功能;卵巢恢复期,卵巢通过Vg R介导摄入外源Vg和内源合成Vg两种途径,为卵巢二次发育提供营养物质。