斑点叉尾TLR5和TLR5S基因在不同病原诱导下的表达特征

分别用迟钝爱德华氏菌Edwardsiella tarda、嗜水气单胞菌Aeromonas hydrophila、链球菌Streptococcus iniae和斑点叉尾(鱼回)呼肠孤病毒(channel catfish hemorrhage reovirus,CCRV)对斑点叉尾(鱼回)Ictalurus punctatus进行感染实验,取感染后0h、12h、24h、48h、72h和7d的头肾、肠、肝脏和脾脏,采用实时定量PCR方法检测了TLR5和TLR5S基因在这4种免疫相关组织中的时空表达特征,探讨它们与斑点叉尾(鱼回)先天免疫反应的关系.结果表明,链球菌和迟钝爱德华氏菌能够引起TLR5和TLR5S强烈的上调表达,其中以感染链球菌12h后TLR5S在头肾中的表达上调量最为显著,与对照组相比提高了132倍(P＜0.01).在感染嗜水气单胞菌后的24h内TLR5和TLR5S基因的表达量上升,但随后却显示出了明显的下调趋势,而斑点叉尾(鱼回)呼肠孤病毒在TLR5和TLR5S基因表达中起到了明显的抑制作用,于大部分组织中表达下调.在感染12h的脾脏中,TLR5基因的表达量仅为对照组的0.017倍(P＜0.01),而TLR5S基因表达量达到最低,仅为对照组的0.01倍(P＜0.01).从不同的组织来看,TLR5在肠中的表达上调幅度最大,而TLR5S在头肾中的表达增幅最明显,如感染链球菌和迟钝爱德华氏菌12h后,TLR5在肠中的表达量分别增加了50.4倍(P＜0.01)和14.8倍(P＜0.01),TLR5S在头肾中的表达量分别上升了52.8倍(P＜0.01)和132倍(P＜0.01).以上结果进一步证明了TLR5和TLR5S基因在斑点叉尾(鱼回)先天免疫反应过程中发挥着非常重要的作用,同时在抗病原侵袭过程中表现出了一定的组织特异性和病原特异性.     

斑点叉尾鮰TLR20和TLR21基因在不同细菌和病毒 感染后的表达特征

应用实时荧光定量PCR技术,检测了TLR20和TLR21基因在斑点叉尾鲴Ictalurus punctatus感染迟钝爱德华氏菌Edwardsiella tarda、链球菌Streptococcus iniae、嗜水气单胞菌Aeromonas hydrophila和斑点又尾鲴呼肠孤病毒（Channel Catfish Hemorrhage Reovirus,CCRV）后,在0、12、24、48、72h、7d,肝脏、头肾、脾脏、肠中的时空表达特征。结果显示,4种病原均能引起斑点叉尾鲴TLR20、TLR21基因在所测免疫相关组织中表达量的变化,但呈现出不同的表达模式：感染嗜水气单胞菌后这两种基因的表达差异巨大,而TLR21基因的表达变化不大,在肝脏和头肾中表达量仅在3倍以内变化。感染爱德华氏茵后,TLR20、TLR21两种基因的表达模式类似,在肝脏中表达量显著上调。链球菌引起肝脏TLR20表达量发生4360倍的变化,远远高于TLR21基因在同组织中的表达量（257．8倍）。斑点叉尾鲴呼肠孤病毒感染引起TLR20、TLR21两种基因在肝脏、头肾的上调表达,肠、脾脏的下调表达。以上结果表明了TLR20、TLR21在斑点叉尾鲴天然免疫应答中起重要作用,为研究鱼类疾病防御机制提供了理论参考。     

斑点叉尾鮰血浆铜蓝蛋白的全长cDNA克隆及表达特征分析

本研究克隆了斑点叉尾鮰中血浆铜蓝蛋白基因全长cDNA序列,其中5′非翻译区(5′-UTR)25 bp、3′非翻译区(3′-UTR) 860 bp、开放阅读框(Open reading frame,ORF) 3 225bp,编码一条含有1 074个氨基酸的多肽链。与其他真核生物血浆铜蓝蛋白成员进行同源性比较,表现出较高的保守性。本研究利用荧光实时定量PCR技术分析了斑点叉尾鮰血浆铜蓝蛋白基因在正常组织和被不同病菌感染后的肝脏、肠、头肾及脾脏中的表达。结果发现,正常组织中血浆铜蓝蛋白基因在正常肝脏中表达最强烈。4种病原（迟钝爱德华氏菌、海豚链球菌、嗜水气单胞菌和斑点叉尾鮰呼肠孤病毒）引起的血浆铜蓝蛋白基因的应答在不同组织中都有差异。血浆铜蓝蛋白基因对海豚链球菌的应答最为显著,而对呼肠孤病毒的应答最不明显。而且不难发现,感染4种病原菌后,血浆铜蓝蛋白基因在头肾中的表达都出现明显的上调。     

长丰鲫c型溶菌酶基因的克隆及其在细菌感染条件下的表达分析

为了解c型溶菌酶基因与长丰鲫(Chang Feng Carassius auratus)的抗菌效应关系,本研究利用同源克隆方法获得长丰鲫c型溶菌酶基因cDNA全长序列。结果显示:c型溶菌酶基因全长698 bp,包括5'端非翻译区60 bp,3'端非翻译区200 bp,开放阅读框438 bp,编码145个氨基酸。长丰鲫c型溶菌酶基因在肾脏组织中表达量最大,在脾脏、肠道、心脏和脑中大量表达,在肝脏和鳃中表达量相对较低,在皮肤和肌肉中几乎不表达。长丰鲫在感染迟钝爱德华氏菌、嗜水气单胞菌和金黄色葡萄球菌后,在肝脏、肾脏、脾脏和鳃等组织中基因表达量均发生显著变化,出现不同程度的上调。感染迟钝爱德华氏菌后,在脾脏中的上调幅度最大,其次为鳃、肝脏和肾脏;感染嗜水气单胞菌后,在脾脏中上调程度最大,其次是鳃;感染金黄色葡萄球菌后,在脾脏中上调幅度最大。在肝脏和肾脏中,经金黄色葡萄球菌刺激后c型溶菌酶基因的上调幅度最高;在脾脏和鳃中,经嗜水气单胞菌感染后c型溶菌酶基因上调幅度最高。三种刺激后,c型溶菌酶基因升高幅度的不同,说明不同刺激使鱼体组织产生的应激反应能力不同。     

迟钝爱德华氏菌对杂交东方鲀rags基因表达的影响

利用实时荧光定量PCR技术检测冀研一号(菊黄东方鲀♀×红鳍东方鲀♂)稚鱼肝胰脏、脾脏、头肾中重组激活基因rags在腹腔注射迟钝爱德华氏菌后6、12、24、36、48、72h内相对表达量的变化情况。试验结果显示,感染迟钝爱德华氏菌后,肝胰脏中rags基因表达呈下降趋势,相对表达量峰值出现在攻毒后6h。脾脏和头肾中rags基因表达均呈先升后降趋势,但在攻毒后48h出现反弹回升。脾脏中,rags基因相对表达量峰值出现在攻毒后6h;头肾中,rag1基因和rag2基因相对表达量峰值分别出现在攻毒后48h和6h。与对照组相比,腹腔注射迟钝爱德华氏菌能引起冀研一号东方鲀rags基因表达上调,且rag1基因和rag2基因表达趋势基本一致。     

斑点叉尾肠败血症(ESC)PCR诊断方法的建立

由爱德华氏细菌引起的肠败血症(ESC,又称爱德华氏病)是影响斑点叉尾养殖最大的疾病。为快速和准确的诊断该疾病,本研究以NCBI公布的爱德华氏细菌eip基因(GeneBank登录号为AF037441)为模板序列,设计种特异性诊断引物,成功建立了用于斑点叉尾肠败血症病原菌的PCR检测方法。研究结果表明,该方法能够直接从发病斑点叉尾脑、肝、脾和肾组织中检测到爱德华氏菌,检测的最低量为21个细菌;同时,该诊断方法与I型荧光假单胞菌、点状产气单胞菌点状亚种、鳗弧菌、温和气单胞菌、肠型点状产气单胞菌、柱状黄杆菌、嗜水气单胞菌、河弧菌、豚鼠气单胞菌及海豚链球菌等常见水产病原菌无交叉反应。临床样品检测证明,本研究所建立的PCR检测方法可以用于斑点叉尾肠败血症的快速诊断。     

斑点叉尾鮰肠败血症（ESC）PCR

由鮰爱德华氏细菌引起的肠败血症（ESC，又称爱德华氏病）是影响斑点叉尾鮰养殖最大的疾病。为快速和准确的诊断该疾病，本研究以NCBI公布的妇爱德华氏细菌eip基因（GeneBank登录号为AF037441）为模板序列，设计种特异性诊断引物，成功建立了用于斑点又尾鮰肠败血症病原菌的PCR检测方法。研究结果表明。该方法能够直接从发病斑点叉尾鮰脑、肝、脾和肾组织中检测到妇爱德华氏菌，检测的最低量为21个细菌；同时，该诊断方法与Ⅰ型荧光假单胞菌、点状产气单胞菌点状亚种、鳗弧菌、温和气单胞菌、肠型点状产气单胞菌、拄状黄杆菌、嗜水气单胞菌、河孤菌、豚鼠气单胞菌及海豚链球菌等常见水产病原菌无交又反应。临床样品检测证明。本研究所建立的PCR检测方法可以用于斑点叉尾鮰肠败血症的快速诊断。     

大鳍鳠 IL-1β基因cDNA克隆及表达分析

白细胞介素1β(interleukin-1β,IL-1β)作为炎症反应的关键介导物,通过开启基因的表达来调控免疫反应。为了丰富鱼类该基因的研究,实验采用RT-PCR和RACE-PCR技术,首次从鲇形目鱼类大鳍鳠中获得IL-1β基因cDNA的全序列。大鳍鳠IL-1β基因cDNA全长1 194 bp,包括3’非编码区域(UTR)为224 bp,5’UTR为82 bp,开放阅读框(ORF)为888 bp,编码296个氨基酸。预测的蛋白质分子量为33.843 43 ku,等电点为5.00。与斑点叉尾等其他8种脊椎动物进行同源性分析发现,大鳍鳠IL-1β氨基酸序列与斑点叉尾相似性最高,为79.0%,与原鸡的相似性最低,为22.0%。进化树分析表明,大鳍鳠IL-1β与斑点叉尾聚为一支。半定量PCR显示,大鳍鳠IL-1β基因在肌肉、脑、脾脏、头肾、体肾、胃、皮肤、肝脏及肠等组织中都有不同程度的表达;经嗜水气单胞菌刺激后大鳍鳠IL-1β基因在头肾和脾脏的转录表达显示,1 d后该基因在头肾与脾脏中的表达量都达到最大,15 d后恢复到刺激前的水平。研究显示,大鳍鳠IL-1β在抵御病原感染过程中发挥重要作用。     

大鳍鳠IL-1β基因cDNA克隆及表达分析

白细胞介素1β(interleukin-1β,IL-1β)作为炎症反应的关键介导物,通过开启基因的表达来调控免疫反应。为了丰富鱼类该基因的研究,实验采用RT-PCR和RACE-PCR技术,首次从鲇形目鱼类大鳍鳠中获得IL-1β基因cDNA的全序列。大鳍鳠IL-1β基因cDNA全长1 194 bp,包括3'非编码区域(UTR)为224 bp,5'UTR为82 bp,开放阅读框(ORF)为888 bp,编码296个氨基酸。预测的蛋白质分子量为33.843 43 ku,等电点为5.00。与斑点叉尾等其他8种脊椎动物进行同源性分析发现,大鳍鳠IL-1β氨基酸序列与斑点叉尾相似性最高,为79.0%,与原鸡的相似性最低,为22.0%。进化树分析表明,大鳍鳠IL-1β与斑点叉尾聚为一支。半定量PCR显示,大鳍鳠IL-1β基因在肌肉、脑、脾脏、头肾、体肾、胃、皮肤、肝脏及肠等组织中都有不同程度的表达;经嗜水气单胞菌刺激后大鳍鳠IL-1β基因在头肾和脾脏的转录表达显示,1 d后该基因在头肾与脾脏中的表达量都达到最大,15 d后恢复到刺激前的水平。研究显示,大鳍鳠IL-1β在抵御病原感染过程中发挥重要作用。     

甘露寡糖对草鱼感染嗜水气单胞菌后细胞因子表达的调节

在饲料中添加0.2%甘露寡糖(Mannan oligosaccharide,(MOS)),饲养草鱼(Ctenopharyngodon idellus)28 d后,草鱼经腹腔注射3.2×106cell/mL的嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila,Ah)0.1 mL,在注射嗜水气单胞菌48 h、72 h和96 h后,分别取草鱼头肾、脾脏和肝脏,利用荧光定量PCR分析甘露寡糖对草鱼感染嗜水气单胞菌后各组织中IL-1β和IL-10的表达影响。结果显示,在草鱼头肾中,MOS/I(0.2%甘露寡糖+注射Ah)组IL-1β的表达在注射嗜水气单胞菌后48 h和72 h显著高于CON/I(基础饲料+注射Ah)组;MOS/I组中1L-10的表达在注射嗜水气单胞菌72 h显著高于CON/I组,在96h时显著低于CON/I组。在草鱼脾脏中,MOS/I组IL-1β的表达在注射后72 h和96 h显著低于CON/I组;IL-10的表达在注射嗜水气单胞菌后48 h和96 h显著低于CON/I组。在草鱼肝脏中,MOS/I组IL-1β和IL-10的表达在注射嗜水气单胞菌后48 h显著高于CON/I组,但在注射后72 h时该2种基因的表达显著低于CON/I组。表明甘露寡糖在鱼体感染嗜水气单胞菌时能快速调节头肾、脾脏和肝脏中细胞因子的表达,增强鱼体抵抗细菌性病原的免疫力。     

鲤多拷贝基因MRC1的全基因组鉴定及表达分析

甘露糖受体C1型基因(mannose receptor C-type 1, MRC1)是C型凝集素超家族的成员之一，其编码的甘露糖受体是一种模式识别受体，在先天免疫反应中发挥关键作用。MRC1基因在哺乳动物免疫反应中的作用被广泛研究，但在鱼类中的研究较少。近年来，随着高密度集约化养殖模式的发展，由病原微生物引发的疾病频繁暴发，其中，嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)是常见的致病菌之一。本研究首次在鲤(Cyprinus carpio)全基因组范围鉴定MRC1基因，共发现11个基因拷贝，并进行了功能域预测、共线性分析、多序列比对和系统进化分析，结果表明，MRC1基因在物种进化过程中保守程度较高。拷贝数比较分析发现，MRC1基因在不同物种中表现出不同程度的多拷贝现象，在多数鱼类中发现2个拷贝，而在鲤中发现多达11个拷贝。同时，比较了各拷贝在健康鲤脑、肌肉、肝脏和脾脏组织中的表达情况，发现在免疫相关组织脾脏中的表达量相对高于其他组织。进一步对感染嗜水气单胞菌4、12、24 h后在鲤脾脏中的表达进行差异比较分析，发现不同拷贝的表达特征各有差异，其中，HHLG13g0734在...     

半滑舌鳎RasGRP3基因的克隆和免疫应答分析

RasGRP3(Ras Guanyl nucleotide Releasing Protein 3)是一种鸟苷酸交换蛋白,差异表达的Ras GRP3蛋白在疾病发生和固有免疫中发挥着重要作用。为了探究半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)Ras GRP3基因组成、组织表达及免疫应答特征,根据本实验室半滑舌鳎转录组数据获得的部分Ras GRP3序列,采用RACE(Rapid-Amplification of c DNA Ends)技术,克隆了Ras GRP3基因的全长,将测序结果进行氨基酸序列比对和同源性分析:半滑舌鳎Ras GRP3基因全长2756 bp,ORF(Open Reading Frame)长度为2244 bp,编码747个氨基酸;推导的半滑舌鳎Ras GRP3氨基酸序列与其他鱼类的Ras GRP3氨基酸序列相似性较高,是同源基因。采用q RT-PCR(Quantitative Real-Time PCR)方法对Ras GRP3基因在健康半滑舌鳎13种组织、鳗弧菌(Vibro anguillarum)感染后不同时间点的6种免疫组织及LPS、PGN、WGP和poly I:C 4种病原模拟物处理的半滑舌鳎外周血淋巴细胞不同时间点中的表达特征进行分析:Ras GRP3基因在健康半滑舌鳎13种组织中均有表达,其中在性腺中表达量最高,其次是肝、脑和脾,在血液中表达量最低;Ras GRP3基因在鳗弧菌感染后半滑舌鳎6种免疫组织中都表现出不同的表达趋势,其中肝和鳃中上调趋势明显,6 h比0 h上调表达倍数分别为3倍和30倍,在肠、脾、头肾和血液中6 h都出现了下调表达;Ras GRP3在4种病原模拟物处理的半滑舌鳎外周血淋巴细胞中整体上调表达,在PGN和poly I:C这2种病原模拟物刺激后表达趋势出现明显上调,在PGN刺激后24 h比0 h上调表达倍数为13倍,在poly I:C刺激后6 h比0 h上调表达8倍。结果表明,Ras GRP3基因参与了半滑舌鳎的免疫应答过程,可能在免疫调控中发挥着重要的作用。     

半滑舌鳎甘露糖结合凝集素相关丝氨酸蛋白酶1基因的克隆及表达分析

甘露糖结合凝集素相关丝氨酸蛋白酶1(Mannan-binding lectin associated serine protease 1,MASP1)是补体凝集素途径中起重要作用的激活蛋白。本研究以半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)为研究对象,应用RACE技术和实时荧光定量qRT-PCR技术对半滑舌鳎MASP1基因(Cynoglossus semilaevis MASP1,CsMASP1)进行了克隆和表达模式分析。结果显示,CsMASP1基因c DNA序列全长为2507 bp,5′非编码区长82 bp,3′非编码区长142 bp,开放阅读框长2283 bp,共编码760个氨基酸;CsMASP1基因包含13个外显子和12个内含子,与多数已知鱼类的MASP1基因结构一致;SMART分析显示,CsMASP1包含6个结构域,与哺乳动物、鸟类、其他鱼类的结构域一致;同源比对发现,CsMASP1和鱼类的相似度较高,与金目鲈(Latescalcarifer)的相似性最高,为76%。CsMASP1基因在11种健康组织(血液、脑、鳃、性腺、心脏、头肾、肠、肝、皮肤、脾和后肾)中均有表达,其中,在肝、脾和头肾中表达量较高;鳗弧菌(Vibro anguillarum)感染后,CsMASP1基因在6种免疫组织(血液、鳃、头肾、肠、肝和脾)中呈现不同的表达模式,在6种免疫组织中呈现明显的上调表达,肝的表达峰值出现在感染后24 h;脾和鳃的表达峰值出现在感染后6 h;肠、头肾和血液的表达峰值均出现在感染后12h;随着病原菌感染时间增加,基因表达量逐渐降低并恢复至正常水平。研究表明,CsMASP1基因参与了半滑舌鳎的免疫应答过程,本结果为半滑舌鳎的免疫机理研究奠定了基础。     

团头鲂Toll样受体Ⅱ基因的克隆与表达分析

为了研究团头鲂(Megalobrama amblycephala)TLR2(ma TLR2)在抗嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)感染中的作用,本实验克隆了ma TLR2基因的c DNA全长。结果显示:ma TLR2基因c DNA的全长包括2923 bp,编码792个氨基酸。预测得到的ma TLR2的结构域包括一个信号肽、氨基端的亮氨酸重复基序(LRRs)、跨膜结构域(TM)和一个胞内的Toll/白介素(IL)-1受体区(TIR)。在嗜水气单胞菌感染后,团头鲂头肾中,TLR2的表达量在6 h时显著升高。TLR2下游相关的炎症细胞因子TNF-α的表达量也显著上调。结果表明ma TLR2在嗜水气单胞菌感染团头鲂后的免疫应答中起到了重要作用。     

Lesions associated with natural and experimental infections of Aeromonas hydrophila in channel catfish, Ictalurus punctatus (Rafinesque)

Abstract. Histologic differences were observed in channel catfish, Ictalurus punctatus (Rafinesque), with naturally occurring cutaneous (bacteria isolated only from lesions of skin and superficial muscle) and systemic Aeromonas hydrophila infections. Systemic infections were characterized by diffuse necrosis in several internal organs and the presence of melanin-containing macrophages in the blood. Fish with only cutaneous infections had several types of concealed lesions including increased amounts of lipofuscin and haemosiderin in the liver and spleen; however, most visceral organs were not necrotic. The average condition factor of fish with cutaneous infections was lower than for fish with systemic infections. Early histologic lesions in channel catfish experimentally infected by immersion in a suspension of A. hydrophila were similar to lesions observed in naturally occurring systemic infections and to lesions previously reported in channel catfish injected intraperitoneally with A. hydrophila . In experimentally infected fish, all lesions healed in fish that did not die, and prolonged infections limited to skin and muscle did not occur.     

Edwardsiella ictaluri bacteraemia elicits shedding of Aeromonas hydrophila complex in latently infected channel catfish, Ictalurus punctatus (Rafinesque)

Edwardsiella ictaluri is a primary bacterial pathogen of channel catfish, Ictalurus punctatus, and the causative agent of enteric septicaemia of catfish . Edwardsiella ictaluri is known to gain entry to the host by infection of the nares, gastrointestinal tract, and gills, and to disseminate to organs via an as yet uncharacterized acute bacteraemia. In this study, fluorescent microscopy showed E. ictaluri on the gill within 5 min of immersion challenge and E. ictaluri could also be isolated from the circulation within 5 min. When removed to clean water, catfish cleared circulating bacteria within 15 min and the blood remained free of E. ictaluri until its reappearance at the 12 h post-infection sampling. However, Aeromonas hydrophila , the aetiological agent of motile aeromonad septicaemia, appeared within the circulation 7 h post-challenge with E. ictaluri and was detected in all fish at 12 h post-infection. Only 20% of fish carried A. hydrophila in the trunk kidney that could be detected by plate culture on Rimler–Shotts agar; however, 100% of challenged and stress-control fish were A. hydrophila complex positive at 24 h post-challenge. These results suggest that although the catfish is capable of clearing its circulation of E. ictaluri , superinfection with latent A. hydrophila may enhance clinical signs of edwardsiellosis. This is the first report of a bacterial superinfection appearing in fish.