插核手术对三角帆蚌血淋巴中 3 种免疫防御因子的影响

对三角帆蚌(Hyriopsls cumingii Lea)进行内脏团插核手术,并对术后机体免疫相关因子基因alpha-2巨球蛋白(α2M)、酶酸性磷酸酶(ACP)和超氧化物歧化酶(SOD)的变化情况进行研究,旨在为三角帆蚌内脏团育珠实践提供理论依据.实验选取100只健康三角帆蚌分为2组(各50只,每组各设5个重复,每重复各10只蚌),一组在蚌体内脏团进行插核手术(实验组),一组未经处理(对照组),分别饲养于相同条件恒温(24℃)淡水缸内.两组分别于插核后1天、2天、3天、5天及10天采集淋巴血,通过RT-PCR及酶活测定法研究α2M基因表达和ACP、SOD在术后活性的变化.结果发现,α2M基因在手术后表达量增加,在插核后第3天和第5天与对照组差异显著(P＜0.05);实验组血清和血细胞中ACP活性均显著高于对照组;实验组血清中SOD活性在第3天、5天、10天高于对照组(P＜0.05);实验组血细胞中SOD的活性低于对照组.本研究表明,内脏团插核手术后三角帆蚌机体的免疫防御调节增强,血液中免疫相关基因α2M的表达水平和免疫相关酶ACP和SOD活性均有明显变化.     

三角帆蚌hcSRCR1基因的克隆及在不同壳色选育系中的表达模式

清道夫受体(SR)是一类对化学修饰的脂蛋白具有很强结合活性的糖蛋白家族。本研究通过RACE方法克隆得到三角帆蚌hcSRCR1基因cDNA序列,该序列全长1 000 bp,其中开放阅读框819 bp,编码272个氨基酸,预测分子量为28.16 ku,理论等电点为5.55;预测含有2个SRCR结构域和6个保守的半胱氨酸残基。qRT-PCR和Western blot结果显示,hcSRCR1 mRNA和蛋白表达模式基本相同,均在三角帆蚌外套膜中表达量最高,在其他组织中的表达量普遍较低,且在紫色选育系外套膜组织中的表达量显著高于白色选育系。外套膜原位杂交结果显示,hcSRCR1基因主要在外套膜外褶的内、外上皮细胞层以及腹膜处的上皮细胞层中表达。研究表明,三角帆蚌hcSRCR1基因与贝壳珍珠质颜色形成具有一定相关性,可为进一步研究该基因在珍珠颜色形成过程中的调控机理提供基础资料。     

合浦珠母贝表皮生长因子样(EGF-like)基因的克隆与表达分析

为探究表皮生长因子(epidermal growth factor,EGF)在合浦珠母贝幼体发育以及组织生长过程中的作用,实验通过RACE技术克隆了合浦珠母贝EGF-like基因并做了相应的表达分析。实验结果获得cDNA全长序列4 107 bp,命名为Pf-egf1,开放阅读框(ORF)702 bp,编码234个氨基酸,包含一个信号肽序列和一个跨膜结构域,功能结构域分析发现Pf-egf1具有一个EGF-like结构域,有6个半胱氨酸残基,由3个二硫键维持,是表皮生长因子家族及其相关蛋白的特征结构域,但其余序列与现有相关基因序列差异较大,推测可能是一个新的EGF-like基因。表达结果显示,Pf-egf1 mRNA在合浦珠母贝外套膜、闭壳肌、鳃、肝胰腺、珍珠囊、肠和性腺中均有表达,在肠中的表达显著高于其他组织;在合浦珠母贝幼体发育的担轮期、D型期、壳顶期、眼点期和变态期的表达呈现逐渐升高的趋势,并且其在变态期的表达量极显著地高于其他时期。上述结果表明,Pf-egf1基因可能在合浦珠母贝肠道修复和幼虫变态发育阶段起着重要作用,为进一步开展育珠与生长调控奠定了基础。     

中国明对虾MKK4基因克隆及其在氨氮胁迫下的表达分析

为初步研究中国明对虾MKK4的生物学功能,采用RACE技术克隆获得中国明对虾MKK4基因全长cDNA序列,并对该序列进行分析。结果显示,中国明对虾MKK4基因全长为2 064 bp,开放阅读框长1 221 bp,5'非编码区长214 bp,3'非翻译区长629 bp。将该基因命名为FcMKK4。推测该基因编码406个氨基酸,预测分子量为45.94 ku,理论等电点为8.50。同源性和系统进化分析发现FcMKK4与肩突硬蜱和印度跳蚁的同源性分别为80%和78%,与其他节肢动物MKK4聚为一支。荧光定量RT-PCR结果表明,FcMKK4基因在肌肉中的相对表达量最高,其次为肝胰腺。氨氮胁迫后该基因在中国明对虾肌肉、肝胰腺、血细胞、鳃、心脏、肠和胃中的表达量均显著增加,并有不同的时空表达谱式,表明FcMKK4可能参与中国明对虾非生物胁迫的应答反应。     

马氏珠母贝基质金属蛋白酶基因MMP-17的克隆及表达分析

基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMP)是一种能够降解细胞外基质的蛋白水解酶。MMP-17是一种膜型基质金属蛋白酶,通过糖基磷脂酰肌醇连接于细胞表面,参与调控有机体的内环境稳定、宿主防御等多种生理过程。为研究MMP-17在马氏珠母贝免疫反应中的作用,实验运用RACE技术,克隆得到马氏珠母贝MMP-17(Pinctada martensii MMP,Pm-MMP-17)基因cDNA 全长序列,并对其序列特征及功能进行初步分析。结果显示,Pm-MMP-17基因cDNA全长2 794 bp,开放阅读框(ORF)为1 923 bp,编码640个氨基酸,5'UTR长156 bp,3'UTR长715 bp,分子量约为73.11 ku,等电点为8.98;多序列比对和系统进化树分析表明,Pm-MMP-17与其他物种的MMP具有较高的保守性,与长牡蛎的MMP-17相似性高达82%;功能结构域分析表明,Pm-MMP-17有5个高度保守的结构区域:N-末端的信号肽、前导区、催化区、铰链区和C-末端的类血红素结合蛋白区;荧光定量数据分析表明,Pm-MMP-17基因在马氏珠母贝的闭壳肌、珍珠囊、足、外套膜、血淋巴、肝胰腺、性腺、鳃等8个组织中均有表达,在血液中的表达量最高,闭壳肌和鳃次之;脂多糖(LPS)刺激后,Pm-MMP-17基因表达水平上调,12 h后达到最大值,之后又逐渐下调并恢复到正常水平。研究表明,Pm-MMP-17基因可能在马氏珠母贝的免疫反应中起着重要作用。     

三角帆蚌不同蚌龄外套膜细胞的增殖能力及其矿化功能

研究了淡水珍珠贝——三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)在不同蚌龄下外套膜组织的细胞增殖及生物矿化相关因子活性。选择5组不同蚌龄三角帆蚌(0.5龄、1龄、2龄、3龄、4龄),通过流式细胞技术分析了外套膜细胞的增殖指数(proliferation index,PrI)和胞内Ca~(2+)浓度,并应用实时荧光定量PCR检测了与生物矿化相关的碳酸酐酶(carbonic anhydrase, CA)、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, ALP)基因的表达并测定其酶活性。结果表明, 2龄蚌的外套膜细胞PrI及胞内Ca~(2+)浓度显著高于其他蚌龄(P0.05);生物矿化相关基因在不同蚌龄的外套膜组织中表达量不同, 1龄三角帆蚌CA基因表达量和CA酶活性最高(P0.05), ALP基因表达量和ALP酶活在0.5龄三角帆蚌中显著高于其他蚌龄(P0.05)。本研究旨为深入探讨三角帆蚌外套膜细胞增殖能力及人工育珠过程中供体蚌的选择奠定基础。     

三角帆蚌CAT基因cDNA全长克隆及表达分析

采用RT-PCR和cDNA末端快速扩增技术(rapid amplification of cDNA ends,RACE)首次克隆了三角帆蚌过氧化氢酶(CAT)基因的cDNA全长序列,为2 804 bp,包含112 bp的5′非翻译区(untranslated region,UTR),1 303 bp的3′UTR和1 388 bp的开放阅读框(open reading frame,ORF)。ORF区共编码462个氨基酸,推算的分子量约为52.7 ku,理论等电点为6.35。多序列比对结果显示,有一段CAT氨基酸高度保守的催化位点序列FDRERIPERVVHAKGAG。三角帆蚌CAT基因有12个与还原型辅酶Ⅱ(NADPH)结合的氨基酸残基,分别是Asp107、His153、Phe157、Ser160、Arg162、Asn172、Try174、Lys196、Val261、Trp262、His264和Try317,其中第261位和第264位的氨基酸在不同物种间有所区别。比对结果得到的三角帆蚌CAT基因的氨基酸序列,与软体动物的CAT基因相似性高达99%,与虾类、鱼类、两栖类、哺乳类的CAT基因相似性也达到98%~99%,可推断属于CAT3。利用CAT基因推断得到的氨基酸序列构建NJ系统树,分析显示三角帆蚌首先与软体动物聚在一起,再与虾类聚在一起,然后依次与鱼类、两栖类和哺乳类聚在一起。荧光定量结果显示,CAT基因在三角帆蚌的7个组织均有表达,其中在肾中的表达量极低,在血液中表达呈上调趋势且明显区别于其他组织,在另外5个组织中总体上呈现不统一的先上调后下调的趋势。     

不同Ca~(2+)养殖条件下三角帆蚌外套膜和内脏团组织细胞的钙含量及其对碳酸酐酶的影响

为了探讨三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)在不同钙离子浓度养殖时,内脏团和外套膜细胞对环境中钙离子的吸收,以及细胞内钙离子浓度对碳酸酐酶的影响,本实验设定了5种钙离子的环境浓度(0 m M、0.5m M、1.25 m M、2 m M、3 m M),采用流式细胞仪测定内脏团和外套膜组织细胞内钙离子含量,用荧光定量PCR检测α-碳酸酐酶基因(HcCA)表达,并用乙酸对硝基苯酯的水解间接测定碳酸酐酶活性,以期能阐明环境中钙浓度对组织细胞钙含量的影响,和组织细胞内不同钙含量与碳酸酐酶基因表达和酶活性之间的关系。研究结果表明,在相同环境的钙离子浓度下,活体三角帆蚌的内脏团细胞中钙含量显著高于外套膜细胞(P0.05),并且表明从0 m M到2 m M浓度,内脏团和外套膜细胞内的钙含量显著上升(P0.05),在3 m M浓度时出现下降(P0.05)。同时,细胞内Ca~(2+)含量较低时,HcCA在内脏团和外套膜中的表达量均显著低于细胞内Ca~(2+)含量较高组(P0.05),但细胞内Ca~(2+)荧光强度为8×104时达到饱和且开始下降,而HcCA的表达在细胞内Ca~(2+)荧光强度为6×104已经最高,并开始下降。环境钙离子浓度在0 m M、0.5 m M时碳酸酐酶活性显著高于1.25 m M、2 m M、3 m M浓度组(P0.05),而且1.25 m M、2 m M、3 m M浓度组间无显著差异(P0.05),由此发现碳酸酐酶在0.5 m M钙离子浓度中活性较高但表达量却较低,而在1.25 m M和2 m M浓度中表达量高但活性较低,并且碳酸酐酶外套膜细胞酶活性在各浓度均显著高于内脏团细胞(P0.05)。本研究为三角帆蚌水体最适养殖钙浓度提供了重要依据。     

三角帆蚌生长性状和内壳色与所产无核珍珠质量的相关性分析

为了研究供片蚌和育珠蚌对无核珍珠质量的影响,以三角帆蚌紫色选育系F₅为材料,在插植无核珍珠前,测量了供片蚌和育珠蚌的壳长、壳高、壳宽、体质量等生长性状,检测了供片蚌内壳色颜色参数L、a、b、dE。经过18个月育珠,测量了育珠蚌的壳长、壳高、壳宽、体质量,计算其特定生长率,检测了育珠蚌内壳色颜色参数L、a、b、dE,测量了育珠蚌所产无核珍珠的颜色、大小、圆度、光泽和产珠量。结果发现,供片蚌生长性状与所产无核珍珠大小、圆度和产珠量相关性不显著(P>0.05)。供片蚌内壳色与无核珍珠颜色相关性极显著(r=-0.400~0.376,P<0.01),供片蚌dE值越大所产紫色珍珠比例越高、dE值越小所产白色珍珠比例越高。育珠蚌特定生长率与所产无核珍珠大小、光泽和产珠量相关性极显著(r=0.237~0.516,P<0.01),相关程度为体重> 壳长> 壳宽> 壳高,育珠蚌特定生长率与所产无核珍珠圆度相关性极显著(r=-0.284~-0.256,P<0.01),相关程度为壳长>体质量>壳宽>壳高。育珠蚌内壳色与所产无核珍珠颜色、大小、圆度、光泽和产珠量相关性不显著(P>0.05)。综合各性状相关性分析,改良供片蚌内壳色可以改良珍珠颜色,改良育珠蚌的生长性状可以改良珍珠大小、光泽、圆度和产珠量。     

三角帆蚌HcCUBDC基因cDNA的全长克隆与表达分析

利用cDNA末端快速扩增（Rapid Amplification of cDNA Ends,RACE）方法,获得了三角帆蚌HcCUBDC基因的全长cDNA序列,共5158bp,开放阅读框（ORF）1920bp,编码639个氨基酸,5′端非编码区576bp,3′端非编码区2662bp,GeneBank登陆号为KP067952。生物信息学分析表明,三角帆蚌HcCUBDC蛋白含有一个由19个氨基酸组成的信号肽和4个CUB结构域,但未能比对上已知的蛋白。经荧光定量PCR检测,HcCUBDC基因在紫色和白色蚌前端缘膜、后端缘膜、中央膜、鳃、斧足、肝胰腺、肠和肾8个组织中均有表达,并且都是肝胰腺表达量最低。在紫色蚌中,后端缘膜表达量极显著高于前端缘膜;在白色蚌中,前端和后端缘膜之间表达差异不显著。HcCUBDC基因在紫色蚌后端缘膜中的表达量极显著高于白色蚌,在紫色和白色蚌前端缘膜中的表达量差异不显著。外套膜原位杂交结果显示,HcCUBDC基因主要在缘膜外上皮细胞中表达。研究表明,HcCUBDC基因在三角帆蚌内壳色形成中发挥作用,可为进一步深入研究该基因在珍珠颜色形成过程中的功能及其调控机理提供基础资料。     

Comparative analysis of total carotenoid content in tissues of purple and white inner-shell color pearl mussel,Hyriopsis cumingii

The freshwater pearl mussel Hyriopsis cumingii is the most important mussel species for freshwater pearl production in China. Mussel shell color is an important indicator of pearl quality. The objective of this study was to assess whether total carotenoid content (TCC) in H. cumingii is related to shell color. TCC of different tissues (gonad, gill, hepatopancreas, kidney, axe foot, mantle, and adductor muscle) of purple and white inner-shell H. cumingii was determined by UV–Vis spectrophotometry. The results revealed that TCC ranged from 12.91 ± 0.78 to 56.30 ± 0.74 μg/g. In general, TCC was higher in the hepatopancreas, followed by the mantle, gonad, gill, kidney, axe foot, and adductor muscle. TCC in gonad, gill, hepatopancreas, kidney, and mantle of purple mussels was significantly higher than that of white mussels. TCC in mussel tissues of H. cumingii was significantly different (P < 0.001) with respect to shell color. There were significant positive correlations between TCC in mussel mantle and shell color intensity. Future studies will assess the biological roles of carotenoids in shell color formation.     

三角帆蚌种质资源研究进展

三角帆蚌是我国优良的淡水育珠蚌,具有重要的经济价值。本文从我国三角帆蚌种质资源调查、搜集与保护出发,介绍了三角帆蚌RAPD、SSR及线粒体基因片段等不同分子标记开发状况,重点讨论了这些分子标记分析三角帆蚌遗传多样性的情况。比较了我国五大淡水湖泊三角帆蚌种质及3个优秀种质9个F1后代的生长性能,比较了三角帆蚌雌雄生长差异。简述了三角帆蚌珍珠质形成相关基因、免疫相关基因、贝壳及珍珠颜色相关基因的研究现状。从三角帆蚌与其他蚌类种间杂交、三角帆蚌种内杂交,介绍了培育康乐蚌新品种的过程及三角帆蚌家系选育的进展情况。对今后进一步开展三角帆蚌种质资源研究提出了意见和建议,为三角帆蚌遗传改良提供了基础资料。     

背角无齿蚌抗菌肽theromacin基因cDNA全序列克隆及表达分析

采用RACE方法,克隆了背角无齿蚌抗菌肽theromacin基因的cDNA全序列。结果显示,该cDNA序列全长为870 bp,5'端非翻译区104 bp,3'端非翻译区460 bp,开放阅读框长为306 bp,共编码101个氨基酸,相对分子量为11 166.9 u。同源性分析显示,该基因编码的蛋白与三角帆蚌theromacin基因氨基酸序列的相似度最高,为73%;与贻贝中发现的抗菌肽defensins、mytilins、myticins和mytimycins等4种类型相似度较低,属于Macin家族(登录号:KJ598604)。实时荧光定量PCR分析结果显示,该基因在血液、肝脏、外套膜、鳃、斧足和肠等组织中均有表达,在外套膜中的表达量最高,在其他组织中的表达量较低;经嗜水气单胞菌诱导后,各个组织的表达量出现明显上调的趋势且与对照组显著差异,推测theromacin基因可能在背角无齿蚌的免疫反应中起重要作用。     

缺氧和有毒微囊藻胁迫下三角帆蚌鳃和主要消化器官以及晶杆体的扫描电镜观察

为了阐明缺氧和有毒铜绿做囊藻对三角帆蚌鳃和主要消化器官的毒理效应和组织病理,实验利用扫描电镜研究了暴露于缺氧和有毒铜绿做囊藻下三角帆蚌的鳃、胃、肠以及晶杆体等器官组织病理学变化。结果显示,从第7天开始缺氧和有毒藻类复合胁迫组三角帆蚌的鳃丝及柱状细胞出现大量坏死和脱落,胃肠腔面纤毛脱落、上史细胞破裂坏死,晶杆体在第5天已经完全消失;第7天单独缺氧组和单独有毒藻类组的鳃和消化道出现少量的病变,单独缺氧组晶杆体在第7天完全消失,单独有毒藻类组晶杆体则一直存在。胁迫消失后,3个实验暴露组的晶杆体都未恢复正常对照组水平,因此缺氧和有毒铜绿做囊藻对三角帆蚌鳃和消化系统产生不可恢复性损伤,双重胁迫组影响最为严重,缺氧胁迫组相对有毒铜绿做囊藻胁迫组影响更为显著。本研究为三角帆蚌在缺氧和有毒藻类胁迫下的生理适应机制提供了组织病理学上的参考,并为其作为富营养化水体治理工具种的可行性提供了理论依据。     

不同施肥方法对鱼蚌综合养殖池塘浮游植物群落结构的影响

通过155 d围隔实验检验了不同施肥条件下鱼蚌综合养殖水体中的浮游植物群落结构。实验设3个处理:施鸭粪、施化肥、兼施鸭粪和化肥。放养种类为三角帆蚌、草鱼、鲫、鲢和鳙,放养量分别为每围隔20、15、5、5和5个。结果发现,围隔内浮游植物生物量平均值为(2.1~6.0)×108个/L。不同施肥方法对浮游植物种类组成和优势种、叶绿素a(Chl.a)、生物量以及蓝藻在浮游植物生物量中的比例无显著影响。浮游植物群落变化表现出较明显的季节性特点,影响围隔浮游植物群落的理化因子为TN、NH3-N和DO。研究表明,采用不同施肥方法的围隔内浮游植物群落结构未表现出显著差异,难以从浮游植物角度解释兼施鸭粪和化肥的围隔珍珠产量高于施鸭粪或施化肥的围隔的事实,也难以确定珍珠产量与浮游植物群落结构之间存在必然的联系。