罗氏沼虾3个Dmrt基因的序列分析

Dmrt基因家族是一个与性别决定相关的基因家族。迄今，已在鱼类、爬行类、鸟类、哺乳类等高等动物中检测到了Dmrt基因的存在。为了进一步探讨该家族在系统进化中的保守性，本研究采用简并PCR技术，扩增了罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)Dmrt基因的DM结构域。经序列分析，     

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]     

栉孔扇贝Dmrt1的分子鉴定及表达模式分析

DMRT1是DMRT家族重要成员之一，主要参与动物性别决定和分化调控，但在不同动物中其表达和功能调控作用存在差异。本研究采用生物信息学方法分析了栉孔扇贝（Chlamys farreri）Dmrt1的序列特征，采用半定量RT-PCR技术确定了其mRNA在成体性腺、闭壳肌、外套膜、鳃和肾等组织中的分布，定量RT-PCR和原位杂交技术揭示了Dmrt1 mRNA在性腺中的时空表达特征。结果显示：栉孔扇贝Dmrt1序列中含有DMRT家族保守的DM结构域；其mRNA仅在栉孔扇贝性腺中表达，在精巢中的表达明显高于卵巢，并且以生长期精巢的表达水平最高；原位杂交检测Dmrt1阳性信号主要定位于生殖细胞的细胞质中。研究结果表明，Dmrt1在栉孔扇贝性腺中的表达特征与大部分动物性腺中的表达特征基本一致，推测其可能参与性别分化和精巢发育的功能调节。     

大鲵Dmrt2基因cDNA的克隆与表达分析

Dmrt2是参与性腺发育最古老的发育基因家族Dmrt家族成员之一,在维持胚胎组织的正常发育、精子的发生、神经系统和感觉器官发育等方面起重要作用。目前在哺乳动物人类、鸟类红原鸡以及水生动物青鳉中都克隆到Dmrt家族成员并证明其与性腺和生长发育的密切相关性。研究采用RACE方法克隆了大鲵Dmrt2基因全长cDNA序列共2 026 bp,开放阅读框长1 581 bp,5′非编码区长58 bp,3′非编码区长387 bp,基因序列提交GenBank的登录号为FJ859987。该基因编码蛋白含526个氨基酸,依生物信息学方法预测该氨基酸为非跨膜蛋白,无信号肽,定位在细胞质内,无分泌蛋白。CDD数据库分析该ORF框翻译的氨基酸,在93~146位含DM保守结构域(c102557)的两个成员pfam00751和smart003010,与哺乳类人mab-3、鸟类红原鸡Dmrt2、两栖类非洲爪蟾Dmrt2和水生类鲐mab-3 DM结构域存在I(异亮氨酸)、R(精氨酸)、M(甲硫氨酸)、T(苏氨酸)、C(半胱氨酸)5个氨基酸的变异;系统进化树分析表明:大鲵Dmrt2与以上四物种首先聚类,据此推测Dmrt基因在进化上高度保守,DM结构域上5个氨基酸的变异对蛋白功能的发挥可能无重要影响。实时荧光定量组织差异表达显示,Dmrt2基因在大鲵的精巢和肌肉组织中高表达,预示该基因可能在性腺发育和生长发育方面起重要作用。     

Dmrt基因家族的研究近况

Dmrt基因家族是一个与性别决定相关的发育基因家族。其家族成员的主要特征是所编码的蛋白质都包含一个具有DNA结合能力的保守基序—DM(Doublesex和Mab-3)结构域。Dmrt基因家族的主要功能是参与性别决定与分化,参与许多组织、器官的形成及相关功能的维持。     

大口黑鲈MsDmrt3的基因结构、系统进化及时空表达

基于大口黑鲈(Micropterus salmoides)全长转录组数据, 克隆测序获得大口黑鲈 MsDmrt3cDNA 序列, 其开放阅读框为 1245 bp, 共编码 474 个氨基酸, 含有高保守的 DM 结构域和 DMA 结构域, 且 DM 结构域有 2 个保守的锌指样结合位点。蛋白三维预测结构与人(Homo sapiens)和青鳉(Oryzias latipes)的 DMRT3 相似。结合大口黑鲈基因组数据分析显示, MsDmrt3 位于基因组 7 号染色体上, 基因序列 3353 bp, 由 2 个外显子与 1 个内含子组成。进化树聚类分析显示, MsDMRT3 属于 DMRT3 家族, 且可能与低等节肢动物 Dmrt93B 起源于共同的原始 DMRT。对大口黑鲈 14 种组织以及 8 个发育时期的 MsDmrt3 基因的表达情况进行定量分析, 结果显示 MsDmrt3 基因在成熟个体的脊髓中高表达, 精巢和眼次之, 但在卵巢和肝脏几乎不表达; MsDmrt3 在各发育时期均有表达, 在 6 dpf 前呈逐渐上调趋势, 之后逐渐下调至最低水平。本研究表明, MsDmrt3 基因序列与结构具有高保守性, 且具有显著的性别表达二态性, 推测其与性别决定和分化有关。同时, 根据 MsDmrt3 基因在脊椎和胚胎发育早期的高表达, 推测其可能在神经系统和胚胎早期生长发育中发挥作用。本研究旨在为下一步大口黑鲈性别决定与性别分化分子机制的深入研究奠定基础。     

虾夷扇贝Dmrt1基因的分子鉴定及表达模式分析

Dmrt1 是 Dmrt 双性和 mab-3 相关转录因子基因家族的重要成员之一, 在生殖细胞分化和性别调控中发挥着重要作用。为探究其在虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)性别分化中的表达调控模式, 本研究利用生物信息学的方法分析了虾夷扇贝 Dmrt1 的序列特征; 采用半定量 PCR (RT-PCR)检测了 Dmrt1 在不同组织中的表达量差异; 应用实时荧光定量 PCR (qRT-PCR)和原位杂交技术 ISH (in situ hybridization)揭示了 Dmrt1 在性腺发育 4 个时期(增殖期、 生长期、成熟期、排放期)中的时空表达变化。结果显示, 虾夷扇贝 Dmrt1 序列包含 Dmrt 基因家族共有的 DM 结构域; 与已知物种同源序列比对后发现, 虾夷扇贝 Dmrt1 序列与欧洲大扇贝(Pecten maximus)同源性最高; 原位杂交检测到的阳性信号主要定位在生殖细胞的细胞质中; qRT-PCR 定量结果发现, Dmrt1 在精巢生长期和成熟期的表达水平显著高于卵巢, 在卵巢各发育时期中的表达量无明显变化且维持低水平状态。此外, 在外套膜、鳃、肾、和闭壳肌中检测到少量表达的 Dmrt1 转录本, 而在肝胰腺中未检测到。研究结果表明, Dmrt1 在虾夷扇贝生殖细胞分化过程中的表达特征与在其他动物性腺发育中的表达特征基本一致, 推测其是虾夷扇贝性别分化调控中的关键基因。     

3个不同群体罗氏沼虾线粒体16SrRNA基因序列分析及遗传差异

利用PCR技术扩增获得罗氏沼虾线粒体16SrRNA基因的部分片段,通过序列测定和用限制性内切酶MboI、AluI和TaqI分别对上述PCR产物进行限制性片段长度多态分析(RFLP),分析了取自缅甸引进种子代、广西养殖群体及江苏养殖群体3个不同群体罗氏沼虾的遗传差异。结果表明:在3个群体间序列同源性对比无变异,PCR-RFLP未发现有片段多态性,3个群体间不存在遗传结构差异。可能表明这3个群体的罗氏沼虾起源同一个种群,且分化较低。     

日本沼虾C型凝集素结构域家族3的cDNA克隆、原核表达和定位分析

C型凝集素(C-type lectin)是一类能与糖类结合的非抗体的蛋白质或糖蛋白家族,为了研究C型凝集素基因在日本沼虾组织分布、细胞定位和细菌感染过程中的表达情况,本研究应用cDNA末端快速克隆(rapid-amplification of cDNA ends,RACE)技术首次克隆了日本沼虾C型凝集素结构域家族3基因(MnLec3)的全长序列,通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析MnLec3基因在不同组织、细菌感染后不同时间的表达水平,Western blot和免疫荧光分别分析蛋白的表达水平和细胞定位。结果显示,MnLec3基因cDNA全长1 357 bp,包括125 bp的5′末端非翻译区(UTR)、1 026 bp的开放阅读框(ORF)和206 bp的3′UTR,其中开放阅读框编码341个氨基酸。氨基酸序列比对显示,日本沼虾MnLec3基因含有保守钙结合点(Met 1-Glu17)和糖识别结构域(CRD)。同源性分析结果显示,MnLec3与罗氏沼虾C型凝集素3相似度较高;邻接法(Neighbor-Joining,NJ)进化树分析结果显示,MnLec3与其他甲壳动物C型凝集素聚为一支。通过构建原核表达载体获得体外重组蛋白rMnLec3,并将纯化重组蛋白免疫大鼠获得抗血清,免疫荧光结果显示,绿色荧光信号主要在肝胰腺细胞核中表达。qRT-PCR结果显示,MnLec3在日本沼虾所检测组织中均表达,其中肝胰腺中表达量最高,血细胞次之;与对照组相比,在嗜水气单胞菌刺激12～48 h时MnLec3表达量显著升高,48 h表达量最高,Western blot分析结果显示,MnLec3蛋白表达丰度与基因表达模式基本相似,提示克隆得到的MnLec3参与日本沼虾抵御细菌入侵的免疫过程。     

罗氏沼虾几丁质酶3B基因的克隆及其在蜕皮周期中的表达

罗氏沼虾的生长发育及繁殖都与蜕皮紧密相关。几丁质酶是甲壳动物在蜕皮过程中最重要的酶之一。本研究对罗氏沼虾蜕皮周期外观特征和腹肢刚毛进行了观察描述,克隆并分析了罗氏沼虾的几丁质酶Ⅲ基因(MrChi3B),制备了几丁质酶Ⅲ蛋白的多克隆抗体,研究了其在蜕皮周期中的表达。罗氏沼虾几丁质酶基因cDNA的开放阅读框为1 143 bp,编码380个氨基酸,大小为41.91 ku。通过氨基酸序列比对发现,MrChi3B与日本沼虾几丁质酶基因(Chi3B)的同源性最高,为94%。MrChi3B含有一个糖苷键水解酶家族18的催化域。实时定量PCR (qRT-PCR)和蛋白印迹法(WB)检测结果显示,MrChi3B在罗氏沼虾多个组织中均有表达,但是不同组织中的表达有差异。在蜕皮期之后,其在胃、表皮和肌肉中的表达量显著上升。在胃中其表达量在蜕皮间期达到最高;在表皮和肌肉中其表达量在蜕皮后期达到最高;肠中的表达量在蜕皮前期和蜕皮期有所上升;眼柄期的表达量在所有蜕皮期都偏低。本研究结果为进一步研究几丁质酶的功能提供参考依据。     

罗氏沼虾白斑综合征病毒囊膜蛋白VP28基因的克隆及分析

根据已公布的罗氏沼虾白斑综合征病毒(WSSV)囊膜蛋白VP28基因序列设计一对特异性引物,从疑似患白斑病毒病的罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)中提取总DNA,并以此为模板,经PCR扩增、克隆并测序后将该片段通过GenBank比对,证实为WSSV的VP28基因;与20个已公布的WSSV VP28进行同源性比较,结果显示:从中国对虾、斑节对虾、南美白对虾、日本对虾、波纹龙虾提取的病毒株聚为一类,印度对虾WSSV VP28为另一类,罗氏沼虾WSSV VP28又单独为一类。根据测序结果推测VP28蛋白的二级结构在氨基酸的7～29区间可能为跨膜螺旋区,且该区域高度保守。     

日本沼虾cytMnSOD和mtMnSOD基因全长cDNA克隆及表达

利用RACE技术从日本沼虾肝胰腺中克隆了cytMnSOD和mtMnSOD基因cDNA全长序列。cytMnSOD基因cDNA全长1 233 bp,开放阅读框为858 bp,编码286个氨基酸,N端含有60个氨基酸残基组成的延伸区;mtMnSOD基因cDNA全长1 113 bp,开放阅读框为654 bp,编码218个氨基酸,N端含有20个氨基酸残基组成的信号肽;cytMnSOD和mtMnSOD预测蛋白分子量及等电点分别为31.33、24.05 ku和5.62、7.12。日本沼虾cytMnSOD推导的氨基酸序列与其mtMnSOD的相似性为40%,二者均含有MnSOD的特征肽段(DVWEHAYY)、4个Mn2+结合位点和2个N-糖基化位点。Real-time PCR结果表明,cytMnSOD和mtMnSOD在日本沼虾肝胰腺、肌肉、血细胞、大颚器官、卵巢和鳃等组织均有表达,其中肝胰腺表达量最高;肝胰腺cytMnSOD和mtMnSOD基因的表达量在蜕皮间期最高,蜕皮后期和蜕皮前期较低。嗜水气单胞菌刺激后3 h,肝胰腺cytMnSOD和mtMnSOD的表达量显著增加,推测MnSOD是参与机体免疫防御反应的一种重要分子。     

半滑舌鳎Vasa基因cDNA克隆及其在繁殖周期的表达

通过简并引物和RACE技术分离得到了半滑舌鳎Vasa基因的cDNA序列,其全长为2 602 bp,编码包含722个氨基酸残基的蛋白质。半滑舌鳎Vasa在N末端含有5个RGG重复和10个RG重复,具备DEAD-box家族特有的8个保守基序,与东方蓝旗鲔的同源性最高(91%)。利用RT-PCR技术研究了csVasa在性成熟半滑舌鳎中的表达模式。组织分布研究发现,Vasa在半滑舌鳎的卵巢和精巢中表达丰富,心脏中有微量表达;繁殖周期中,卵巢中Vasa的表达量在初级卵黄期和囊泡期要明显高于核周期和退化吸收期;精巢中,Vasa在精子细胞增殖期的表达量要显著高于精子成熟期和精母细胞增殖期。结果表明,Vasa可能在半滑舌鳎的配子发生中起重要作用。     

不同来源罗氏沼虾幼体的培育对比试验

2010年2月,对采自江苏吴江、广西三塘和广西南宁国家级良种场共3种不同来源的罗氏沼虾（Macrobra-chium rosenbergii）进行从幼体阶段至变态苗阶段的培育试验;干量容积法推算产苗量,计算育苗成活率。试验结果表明,3种不同来源幼体的育苗成活率分别为73.6%、65.2%和90.4%,成活率差异明显;其中,国家级广西南宁罗氏沼虾良种场的育苗成活率最高。在育苗生产中,必须注重罗氏沼虾亲本的种质复壮与培育,才能保证幼虾的质量,有利于提高其养殖成活率。