高温胁迫下坛紫菜叶状体的生理响应

以坛紫菜耐高温品系Z-61 F₄代叶状体为试验材料、野生型坛紫菜叶状体为对照,研究了高温胁迫(30 ℃、26 ℃)与正常培养温度(21 ℃)下,处理不同天数(0、2、4、6、8、10 d)后坛紫菜叶状体中自由基含量、过氧化氢(H₂O₂)含量、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性和游离脯氨酸(Pro)含量的动态变化过程。结果发现耐高温型坛紫菜对高温胁迫的生理响应过程:高温胁迫→活性氧含量上升→细胞膜氧化受损,产生过量膜脂过氧化物→细胞感受到过量的活性氧信号→抗氧化系统和渗透压调节系统共同响应,清除活性氧→自由基含量下降。同时比较两种紫菜对高温胁迫的生理响应过程,发现耐高温型坛紫菜在高温胁迫下能同时启动抗氧化系统和渗透压调节系统,而野生型坛紫菜则只能启动渗透压调节系统,并且两种紫菜抗氧化系统的本底含量也存在着显著差别。由此说明不同品系坛紫菜耐高温性状差异的可能原因是细胞内抗氧化系统的应激性和本底含量存在差异。     

不同光质LED光源对坛紫菜单性叶状体的生长发育及生理指标的影响

为掌握坛紫菜叶状体生长与发育的最适光谱成分，实验以坛紫菜雌性叶状体为培养材料，探究了不同光质(白、蓝、绿、红光)的LED光源对叶状体营养生长、发育分化、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)及光合色素含量等生理指标的影响。结果显示，在复合型白光下培养25 d后，藻体的叶长和鲜重分别为单色光下的2.42~3.86倍和2.64~4.50倍，白光下叶状体生长速率最快，鲜重增加最多，而单色光限制了藻体的营养生长。与白光下培养相比，在红、绿光下培养，藻体的藻胆蛋白合成受到明显限制，藻红蛋白含量分别下降了44.1%和43.2%，藻蓝蛋白含量分别下降了11.6%和12.5%。然而，在蓝光下培养的藻体，藻红蛋白和藻蓝蛋白含量较白光下分别增加了94.3%和16.2%，且PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)值始终较高，保持持续上升的趋势，表现出对光源的长期适应。蓝、绿光在坛紫菜叶状体营养细胞发育成生殖细胞的过程中，均能加快藻体梢部细胞的分化并提前进行单性生殖，而白光和红光在这一过程中的效应不明显。其中，蓝光能够促进单性生殖孢子萌发成正常的单性生殖丝状体，而绿光则会阻断这一发育途径，使单性生殖孢子萌发体的色素体暗淡、内含物中空，最终消亡。研究表明，单色光源限制了坛紫菜叶状体的营养生长，且会对叶状体的光合色素组分和F_v/F_m产生较明显的影响，但其中的蓝光可以诱导坛紫菜单性叶状体提前进行单性生殖。这也为进一步探讨坛紫菜叶状体的光适应机制提供了参考依据。     

坛紫菜响应高光胁迫的分子机制

坛紫菜（Neoporphyra haitanensis）生活于中高潮区，退潮后会遭受到周期性的强光胁迫，但高潮复水后坛紫菜叶状体可以快速恢复正常生长，表明坛紫菜具有极强的耐高光能力。然而，其耐高光机制尚不明确。为此，本研究挑选了两个耐高光能力具有显著差异的坛紫菜新品系作为研究对象（绿色品系：9-IV；桔色品系：WO141-3），测定了高光胁迫下两个品系藻体的光合速率、抗氧化酶活性等生理指标，构建了两个品系的差异转录表达谱，并结合荧光定量分析技术获得了调控坛紫菜耐高光的关键通路和基因。具体结果如下：在高光胁迫下，两种坛紫菜品系叶状体的丙二醛含量均显著上升，光系统部分基因表达量显著降低，藻体光合能力显著下降。进一步分析发现，WO141-3品系在高光处理1 h具有更强的高光抗性，而9-IV品系在处理4 h后具有更强的高光抗性，造成这种差异的主要原因是：高光胁迫处理1 h时，WO141-3品系具有更高的活性氧清除能力、更强的非光化学淬灭能力以及更低的色素含量和捕光蛋白基因表达量；而在高光胁迫处理4 h时，9-IV品系的活性氧清除能力和非光化学淬灭能力更强，色素含量和捕光蛋白基因表达量都更低。以上结果说明，坛紫菜藻体可以通过激活非光化学淬灭机制和抗氧化系统，以及降低色素含量和捕光蛋白基因表达应对高光胁迫，避免遭受过度光损伤和氧化损伤。本研究结果为阐明紫菜的耐高光机理奠定了理论基础。     

高温下芽孢杆菌对坛紫菜生长及生理的影响

坛紫菜是我国东海区栽培的重要经济海藻,其生长适温为20°C,极限高温为29°C。高温和病原菌均会导致坛紫菜生长受抑、藻体病烂。为研究高温下藻际微生物对坛紫菜生长的影响,本文以坛紫菜叶状体和藻际芽孢杆菌(实验证明该菌株在20°C下为紫菜的益生菌)为材料,检测了在28°C下藻际芽孢杆菌对坛紫菜相对生长率(RGR),抗氧化酶(SOD、POD)活性,可溶性蛋白、游离脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)和藻胆蛋白含量等生理指标的影响。结果显示,28°C下,在实验初始阶段,菌藻共培养组坛紫菜比纯培养对照组有较高的RGR,但随着培养时间的延长,两组的RGR无显著性差异;4 d后两组坛紫菜均出现腐烂,菌藻共培养组的藻体腐烂程度更为剧烈;培养24 h后,菌藻共培养组的SOD、POD活性和MDA水平均显著高于对照组,而渗透调节物质可溶性蛋白和Pro显著低于对照组;共培养组中,坛紫菜的藻胆蛋白含量均显著高于对照组。该研究表明,28°C下,虽然在短期内藻际芽孢杆菌会促进坛紫菜的生长,但随着培养时间的延长反而不利于坛紫菜的生长,且加剧活性氧和渗透压胁迫,表明该菌的生态功能因环境变化而发生了改变。     

Vibrio mediterranei117-T6引发的坛紫菜黄斑病的初步研究

以一株黄斑病致病菌Vibrio mediterranei 117-T6感染坛紫菜的自由丝状体,研究了环境因子对该菌株生长的影响及其最易感条件,检测了该条件下V. mediterranei 117-T6引发的坛紫菜丝状体的抗氧化酶(SOD、POD)活性以及藻胆蛋白、叶绿素a(Chl. a)、可溶性蛋白、游离脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)含量等生理指标的变化。结果显示,V. mediterranei117-T6的最优生长条件为30°C、pH 7.0、盐度20,最易感条件为30°C、pH 6.0、盐度20。在易感条件下培养12 h后,感染组坛紫菜丝状体的SOD和POD的活性,藻胆蛋白、可溶性蛋白以及游离Pro含量等指标均显著高于对照组;MDA含量峰值出现在6 h,显著高于对照组;在24 h后,感染组的Chl. a含量达到峰值,亦显著高于对照组。研究表明,短期内弧菌感染虽然可以刺激坛紫菜丝状体产生胁迫应激反应,但是随着感染时间的延长,致病菌感染引发的藻体内活性氧及渗透压胁迫加剧,最终导致紫菜死亡。高温和酸化等不良的环境会加剧V. mediterranei 117-T6引发的坛紫菜黄斑病的恶化,其作用程度依次为温度、pH和盐度。     

不同培养条件对长紫菜叶状体生长及生理响应的研究

为探索长紫菜在不同培养条件下的生理响应,研究了在不同温度、盐度和光照培养条件长紫菜叶状体的生长及生理响应,主要测定藻体的生长、光合色素、可溶性蛋白和丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶活性等生理指标的变化。结果表明,在培养温度为17～20 ℃时,长紫菜藻体可以保持较高相对生长速率,当温度高于23 ℃时,其生长明显受到抑制,藻体发红并出现溃烂;长紫菜叶状体在盐度25～35下可以保持较快生长,在低于盐度25的条件下,藻体的光合色素、可溶性蛋白、丙二醛(MDA)的含量以及过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性均产生显著的变化,并观察到藻体变薄、发白、腐烂现象;在光照为3 000～6 000 lx时,藻体生长速率较为稳定,藻体在光照为9 000 lx条件下的叶绿素a含量低,可溶性蛋白和MDA含量以及POD活性都出现显著增高,并观察到发红及溃烂现象。因此,适合长紫菜叶状体生长的温度为17～20 ℃,盐度为25～35,光照在6 000 lx左右。     

坛紫菜谷胱甘肽过氧化物酶基因的克隆及表达特征

谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GPX)是植物活性氧(ROS)清除酶促系统的重要成员之一,在植物逆境胁迫应答中发挥着重要作用。本研究以坛紫菜(Pyropia haitanensis)为研究材料采用RACE技术克隆获得了一条坛紫菜的GPX全长基因序列,命名为PhGPX(Gen Bank收录号:JX673908)。该基因序列全长1027 bp,包含555 bp的开放阅读框,所编码的多肽包含184个氨基酸,分子量为19.9 k D,等电点为8.76。多序列比对和系统进化树分析结果表明Ph GPX属于植物GPX基因家族成员。基因表达水平的q PCR分析结果表明Ph GPX基因在坛紫菜叶状体和丝状体世代中的表达水平没有显著差异;高温胁迫不同时间水平下,Ph GPX基因的表达水平呈现为先上调后下调的趋势;不同失水胁迫条件下,Ph GPX基因的表达不受低水平的失水胁迫影响,但可被高水平(40%)的失水胁迫所抑制,且在复水30 min后仍然无法恢复失水胁迫前的水平。由此推测坛紫菜体内的GPX也可能存在多种家族成员,不同的逆境胁迫条件、甚至不同的逆境胁迫水平可能需要不同家族成员的GPX参与ROS的清除和防御。     

高温静水胁迫培养对坛紫菜品质的影响

以坛紫菜耐高温型品系Z-61 F4代叶状体为实验材料，野生型坛紫菜（WT）叶状体为对照，研究了常温（21℃）静水和高温（30℃）静水培养不同天数（0、2、4、6、8、10 d）后，坛紫菜藻体中光合色素含量、粗蛋白含量、总氨基酸含量和4种主要呈味游离氨基酸含量等品质指标的变化情况。结果表明，常温静水培养对坛紫菜耐高温型品系的品质没有显著影响，甚至短时间的常温静水培养还有利于提高野生型品系藻体的品质；但高温静水培养会显著降低耐高温型品系和野生型品系的品质，只是耐高温型品系的品质下降速度要慢于野生型。此外，本研究还发现，耐高温型坛紫菜品系还可以通过调节藻体细胞内别藻蓝蛋白（APC）和游离氨基酸的含量来增强自身对高温胁迫的抵抗能力。本研究结果为全面认识坛紫菜的抗逆性机理提供了基础资料，同时也为后续坛紫菜抗逆新品种的选育提供了理论指导。     

低盐胁迫下坛紫菜叶状体的转录组分析

为探索坛紫菜叶状体响应低盐胁迫的分子生理学机制,本研究采用第二代高通量测序技术,分析比较在正常盐度(26,对照组)和低盐度(3,胁迫组)下培养不同时间(3、6和9 h)的坛紫菜叶状体转录组数据。结果显示,测序数据经de novo组装,获得了33 872条unigenes,平均长度为612 bp;与对照组相比,3个胁迫组分别产生了1108、1638和1881条差异性表达基因。GO功能富集分析显示,一些可能与低盐胁迫相关的重要生物过程得到了显著富集,如单分子有机物代谢过程,单糖的合成代谢和分解过程,糖质新生,有机物分解代谢过程等。KEGG代谢通路富集分析发现,低盐胁迫不同时间富集到的代谢通路存在很大差异,低盐胁迫3 h响应的差异性表达基因富集到3个KEGG代谢通路,其中2个与氨基酸合成相关,1个与光合作用相关;而低盐胁迫6和9 h的差异性表达基因则大多富集到与糖类功能相关的代谢通路。荧光定量PCR(q RT-PCR)验证结果显示,所选取的8个差异性表达基因的表达趋势与高通量测序结果相一致。上述结果说明,坛紫菜叶状体在受到低盐胁迫时,应激反应具有时间特异性,早期主要通过合成或者降解蛋白质来抵御低盐环境,随着胁迫时间延长,细胞通过改变可溶性物质的含量、减慢能量代谢等途径以抵御低盐逆境。     

坛紫菜过氧化氢酶基因的克隆及表达特征

过氧化氢酶(CAT)是植物细胞抗氧化酶的主要成员,在逆境胁迫下的活性氧(ROS)清除中发挥着重要的作用。本研究采用RACE扩增技术克隆获得了坛紫菜CAT基因的全长,被命名为PhCAT(Genbank收录号:KM655303)。该基因全长1983 bp,可编码包含542个氨基酸的多肽,与条斑紫菜CAT基因的序列相似性为83.08%。多序列比对和系统进化树分析结果确认PhCAT属于CAT基因家族。PhCAT基因定量分析结果显示,失水胁迫条件下,PhCAT的基因表达水平只在失水率≥60%时才显著上调;不同时间水平的高温胁迫条件均可诱发PhCAT基因的上调表达。而CAT酶活测定结果却显示,各种水平的失水胁迫条件下,坛紫菜细胞内的CAT酶活水平均显著低于正常条件下的酶活水平;高温胁迫24 h时,CAT酶活水平显著增强,而其余时间点的酶活水平则显著降低。研究表明CAT酶在坛紫菜高温胁迫应答中发挥着重要作用,但在失水胁迫应答中却没有发挥明显作用。     

干露对三疣梭子蟹抗氧化和应激能力的影响

在实验室条件下,研究了干露时间(0.5、1.5和3 h)胁迫对三疣梭子蟹抗氧化能力和应激能力的影响,初步探讨了能够较灵敏地指示梭子蟹健康状况的胁迫指标。结果显示:(1)干露时间胁迫对超氧化物歧化酶(SOD)活力和丙二醛(MDA)含量均无显著影响(P0.05);但干露时间显著影响肝胰脏总抗氧化能力(T-AOC)水平、热休克蛋白70(HSP70)表达量和肌肉乳酸含量(P0.05)。(2)0.5 h干露胁迫后,SOD活力在入水恢复4 h时达到峰值;MDA含量在入水恢复2~10 h内显著高于对照组水平(P0.05);T-AOC水平在恢复阶段基本维持在对照组水平。1.5和3 h干露后,SOD活力在入水恢复阶段一直维持在对照组水平,且各时间点与对照组差异不显著(P0.05)。1.5 h干露后MDA含量在入水恢复阶段呈先升高后降低趋势,各时间点与对照组差异不显著(P0.05);而3 h干露后入水恢复10 h时显著增加(P0.05)。1.5 h干露后入水恢复4 h时,T-AOC水平显著高于对照组(P0.05);3 h干露后入水恢复0.5 h时显著升高(P0.05),2~10 h内基本恢复到对照组水平。干露时间胁迫后,乳酸含量均在入水恢复0.5 h时达到最大值;HSP70表达量均在入水恢复2~4 h内达到峰值。研究表明,相比于其他所选指标,T-AOC水平能够较敏感地反映干露时间胁迫对机体的生理状态的影响;SOD和MDA相互配合能够较灵敏地反映不同干露时长后机体在恢复阶段的免疫水平。     

亚硝酸盐氮胁迫对鳙血液生化指标以及组织HSP70 mRNA表达水平的影响

为了探讨亚硝酸盐氮胁迫对鳙[初均重:(180.05±0.092)g]血液生化指标和组织热休克蛋白70基因表达水平的影响,实验选用170尾鳙,暴露于48.634 mg/L亚硝酸盐氮96 h后,进行96 h恢复实验。并在胁迫0、6、12、24、48、72和96 h以及恢复12、24、48、72和96 h时采集样品。结果显示,胁迫6 h后,血清皮质醇含量和谷丙转氨酶活性显著升高;胁迫12 h后,血清中葡萄糖含量显著升高;胁迫24 h后,血清总胆固醇含量开始显著降低;胁迫48 h后,血清总蛋白和甘油三酯含量开始显著降低,三碘甲状腺原氨酸含量和谷草转氨酶活性则显著升高;胁迫72 h后,血清低密度脂蛋白和高密度脂蛋白含量开始显著降低。恢复96 h后,鱼体血清生理指标大多都已恢复至胁迫前水平,而组织热休克蛋白70 mRNA表达水平的差异显示,头肾抗亚硝酸盐氮响应最快,其次为鳃和肠道,而脾脏热休克蛋白70 mRNA表达水平在恢复12 h时显著升高;恢复96 h后,除鳃组织外,肾脏、肠道和脾脏的热休克蛋白70 mRNA表达量均恢复至胁迫前水平。研究表明,亚硝酸盐氮对鳙的蛋白质代谢、脂质代谢和糖代谢均产生影响,并且诱导部分组织热休克蛋白70 mRNA的表达,而鳙对水体中高浓度的亚硝酸盐氮应激6 h即可产生快速应答,并启动防损伤自我保护机制,促进新陈代谢水平,保护机体免受应激损伤。     

低温胁迫对鲤血液学和血清生化指标的影响

A total of 85 interspecific hybrid F₂ (Cyprinus carpiovar. wuyuanensis×Cyprinus pellegrini pellegrini) were cooled to specific temperatures and held at those temperatures over a maximum of 4 days in a waterrecycled and temperaturecontrolled aquarium inside. As a result, the blood homeostasis of experimental fish changed violently as acute temperature changed from 16 ℃ to 10 ℃ and 4 ℃ at a rate of 1 ℃·h^-1 according to the data we collected. Whole blood pH, also called extracellular pH (pHe) were very sensitive to temperature changes, where the re was a significant difference between 10 ℃ (7.41) and 16 ℃ (7.17) (P <0.01), compared to other values of hematology and serum chemistry. When the water temperature was continually decreased to an extreme temperature of 4℃, the content of Na⁺ of serum decreased remarkably in comparison with that of 10 ℃ and 16 ℃, which was 85.2 mmol·L^-1, 113.3 mmol·L^-1 and 118.7 mmol·L^-1, respectively. The values of hematology and serum chemistry also altered in gentle temperature changes of (10±2) ℃ and (4±2) ℃. Most values of serum chemistry and pH changed significantly, whereas the values of blood plasma changed slightly. pH was up slowly in 4 days at (10±2) ℃ and down slowly in 3 days at (4±2) ℃. A variety of values of serum chemistry changed remarkably both at (10±2) ℃ and (10±2) ℃, but the values of TP, TG and ALB only changed significantly at (4±2) ℃. These results distinguished at least two mechanisms involved in coldinduced stress in hybrid F₂. Coldinduced pH changes resulted in other values altered. What's more, pH correlated negatively with water temperature above 10 ℃, and the content of Na+. We also found that gentle te mperature changes will be physiologically compensated for on day one at (10±2) ℃ and on day 2 at (4±2) ℃ in hybrid F₂.     

大菱鲆MKK基因家族全基因组鉴定及其在生物和非生物应激下的表达分析

为了阐明大菱鲆丝裂原活化蛋白激酶激酶(mitogen-activated protein kinase kinases,MAPKKs或MKKs)基因家族在生物和非生物应激响应中的作用，本实验首先通过生物信息学方法对大菱鲆MKK基因家族进行了全基因组水平的鉴定，利用多个应激相关转录组数据集分析了大菱鲆MKK家族成员在不同组织及不同生物和非生物应激下的表达模式。结果显示，本研究在大菱鲆全基因组水平上共鉴定出9个MKK基因家族成员，它们不均匀地分布在7条染色体上，并分别对其编码蛋白的理化性质、蛋白二级结构和亚细胞定位进行了预测。基于系统发育分析，将SmMKKs划分为5个亚家族。内含-外显子结构、保守基序和多重序列比对分析结果不仅为大菱鲆MKK亚家族分类提供了证据，而且表明SmMKKs在进化上高度保守。SmMKKs在不同组织及不同生物和非生物应激下的基因表达模式分析表明，SmMKKs具有明显的组织特异性表达。另外，结果显示，粘孢子虫和肿大细胞病毒感染后，SmMKK6a呈极显著差异表达；热应激处理后，SmMKK6a呈极显著差异表达；高盐或低盐胁迫后，SmMKK4a、SmMKK4b、SmMKK6a...     

大黄蒽醌提取物对罗氏沼虾高温下抗氧化能力与热应激蛋白70基因表达的影响

将罗氏沼虾随机分成5组,每组3个平行,每个平行1 000尾,第1组为对照组,投喂基础日粮;另外4组为试验组,在基础日粮中分别添加0.05%、0.1%、0.2%、0.4%大黄蒽醌提取物。饲养10周后,对罗氏沼虾进行连续35 ℃高温应激48 h,测定肝胰腺总抗氧化能力、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、丙二醛、一氧化氮以及应激蛋白70的mRNA相对含量变化。结果表明:应激前,0.05%组显著提高了肝胰腺过氧化氢酶活性、超氧化物歧化酶活性,显著降低了肝胰腺丙二醛含量;0.2%试验组显著增加了肝胰腺总抗氧化能力、一氧化氮浓度,显著降低了肝胰腺丙二醛含量;0.10%、0.2%试验组显著增加HSP70 mRNA的相对含量;高温应激后,各组肝胰腺总抗氧化能力、过氧化氢酶活性、超氧化物歧化酶活性、一氧化氮浓度呈现降低趋势,其中0.1%和0.2%大黄蒽醌提取物相对较高,对照组较低;肝胰腺丙二醛含量呈现增加趋势,其中加0.1%和0.2%大黄蒽醌提取物比对照组低。应激6 h后0.1%和0.2%大黄蒽醌提取物组的HSP70 mRNA的相对含量仍比对照组高。因此添加0.1%和0.2%大黄蒽醌提取物提高了虾的抗氧能力,促进HSP70 mRNA的相对含量,对高温应激有一定的保护作用。     

牛磺酸对急性氨中毒的鲫和草鱼抗氧化及炎症相关基因表达影响的比较

为了比较牛磺酸对急性氨中毒的鲫和草鱼缓释作用的差异,实验分别构建了4个处理组,组1实验鱼通过腹腔注射生理盐水,组2注射醋酸铵(鲫7 mmol/g,草鱼9 mmol/g),组3注射醋酸铵和牛磺酸(100μg/g),组4注射牛磺酸。毒性实验持续96 h。结果显示,组2鲫肝脏中SOD、CuZnSOD和CAT基因mRNA表达量显著低于组1和组3;组2和组3鲫肝脏中GPx基因mRNA表达量显著低于组1;组1鲫大脑中SOD、CuZnSOD、CAT和GPx基因mRNA表达量最高;组2草鱼肝脏中SOD、CuZnSOD、CAT和GPx基因mRNA表达量显著高于其他组;组2和组4草鱼大脑中SOD和CuZnSOD基因mRNA表达量显著低于组1和组3;组3草鱼大脑中CAT和GPx基因mRNA表达量最高;此外,组2鲫和草鱼肝脏及大脑中TNF和IL基因mRNA表达量均显著高于其他组。研究表明,鱼类氨中毒会扰乱机体的抗氧化酶系统和免疫应答,引起氧化损伤和炎症反应;草鱼通过提高抗氧化相关基因表达以应对氨中毒;牛磺酸能够有效缓解氨中毒对鲫和草鱼造成的氧化伤害,但牛磺酸并不能降低氨中毒对鲫和草鱼造成的炎症反应。     

日本沼虾细胞自噬基因ATG13和ATG101的克隆及其低氧胁迫下表达分析

为研究自噬相关基因(autophagy-related genes, ATG) ATG13和ATG101在甲壳动物应答低氧胁迫过程中的调节作用,实验采用RACE PCR技术通过克隆测序和基因序列拼接,首次克隆了日本沼虾的细胞自噬基因ATG13和ATG101的全长cDNA序列,日本沼虾的细胞自噬基因ATG13 cDNA全长2 043 bp (NCBI登录号为MT084347),包括211 bp的5′末端非翻译区(untranslated region,UTR),449 bp的3′UTR和1 383 bp的开放阅读框(open reading frame,ORF),开放阅读框编码460个氨基酸;ATG101 cDNA全长1 051 bp(NCBI登录号为MT084348),包括18 bp的5′末端非翻译区,373 bp的3′UTR和660 bp的开放阅读框,开放阅读框编码219个氨基酸。通过软件和生物信息网站对其序列进行分析,氨基酸相似度比对显示,日本沼虾的细胞自噬基因ATG13富含高度保守的LC3作用结构域(LIR);系统进化树分析显示,日本沼虾的细胞自噬基因ATG13与凡纳滨对虾ATG13具有最近的亲缘关系;通过实时荧光定量PCR技术(qRT-PCR)实验分析发现,日本沼虾ATG13和ATG101在其肝胰腺和脑组织表达量较高,而在肌肉中表达量较低;利用qRT-PCR追踪其在肝胰腺组织低氧胁迫过程中出现的表达差异情况,结果显示,实验组日本沼虾在低氧胁迫6和24 h时,其细胞自噬基因ATG13和ATG101表达量显著高于对照组,而在复氧12 h后,实验组与对照组的ATG13和ATG101表达量差异不显著;Western blot分析结果显示,日本沼虾ATG13和ATG101表达丰度基本与基因表达模式相似。透射电镜分析结果显示,在低氧胁迫6和24 h后,肝胰腺组织中的溶酶体开始出现自噬空泡,表明急性低氧胁迫会诱导自噬体的形成,本研究结果可为了解日本沼虾应对低氧胁迫下的调控机制提供理论参考。     

浒苔中MnSOD和CAT基因克隆和表达分析

实验以大型绿藻浒苔为材料,克隆了其抗氧化系统关键酶锰超氧化物歧化酶(manganese superoxide dismutase,Mn SOD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)基因的部分片段,利用荧光定量PCR技术研究了Mn SOD和CAT对温度和水杨酸作用的响应规律。结果获得浒苔318 bp的Mn SOD基因,该Mn SOD推测的氨基酸序列与裂片石莼Mn SOD相似性最高为89%;获得了229 bp的CAT基因,该浒苔CAT编码氨基酸序列与裂片石莼和雨生红球藻CAT序列相似性分别为99%和93%。在利用M n SOD和CAT氨基酸序列构建的系统树中,浒苔均先与裂片石莼聚类,再与其他绿藻聚在一起。不同温度对浒苔Mn SOD和CAT基因表达影响表明,35℃高温培养对浒苔Mn SOD和CAT基因表达影响最显著,其表达量分别为25℃培养的2.18倍和2.05倍;5℃低温培养次之;而15℃与25℃培养对M n SOD和CAT基因表达影响差异不显著(P0.05)。在高温35℃下,添加0.1 mmol/L水杨酸后Mn SOD和CAT基因表达量分别为各自对照的2.08倍和5.30倍,而0.01 mmol/L水杨酸添加后基因表达与对照差异不显著(P0.05)。研究表明,Mn SOD和CAT基因表达的增强不仅是浒苔对高温胁迫的响应,而且也是水杨酸缓解高温对浒苔不利影响的方式之一。     

热应激对大菱鲆心肌损伤及细胞凋亡的影响

为解析热应激对大菱鲆心脏损伤及其机制,实验从组织形态、生理生化反应及凋亡基因表达等多个水平,分别使用H.E染色法、电镜观察法、酶活性检测法、qPCR检测基因表达法开展了本研究。结果显示,随着温度升高,心肌纤维肿胀,断裂,间质宽度增加,炎性细胞浸润,线粒体结构破坏等组织损伤现象加重,但在24°C-24 h时组织损伤明显减轻;CK活性随着热应激加剧显著升高;LDH、SOD活性,MDA含量在24°C时达到峰值,表明大菱鲆遭受到热应激,心肌防御酶发挥抵抗作用,维持机体稳态。qPCR显示,大菱鲆心肌细胞Bax基因和Caspase-3基因变化趋势一致,随着热应激的加剧,表达量降低,而Bcl-2基因逐渐升高。表明在热应激程度较轻时,大菱鲆心肌通过降低Bax、Caspase-3基因表达,促进抗凋亡基因Bcl-2的表达,减少心肌细胞丢失来减少热应激损伤。当热应激加剧至28°C时,热应激超过自身生理调节阈值,损伤加重,机体防御系统自身也受损,造成大菱鲆心脏结构严重损伤甚至机体死亡。研究表明,随着温度升高,大菱鲆心肌损伤加重,机体通过调节心肌防御酶活性以及使细胞凋亡,最大限度维持稳态,减少组织损伤。超过24...