鲤外周血白细胞蛋白酶体激活因子PA28β全长cDNA的克隆、鉴定及其差异表达分析

采用基因文库筛选方法克隆了鲤鱼外周血白细胞蛋白酶体激活因子PA28βcDNA，对其序列进行了分析，同时利用半定量反转录聚合酶链式反应（RT-PCR）方法检测了不同外界因子刺激下鲤鱼外周血白细胞PA28β的表达情况。结果显示，用DD-RTPCR的方法获得差异显示片段A18，经地高辛标记作为探针对有丝分裂原刺激的鲤鱼外周血白细胞cDNA文库进行核酸杂交筛选，从0.8×104个重组噬菌体中，经过两轮筛选获得阳性克隆。序列分析表明，该阳性克隆长1175bp,含有一个大小为735bp编码244个氨基酸的完整开放阅读框，为编码鲤鱼蛋白酶体激活因子PA28β的全长cDNA。系统发生分析其与已报道的斑马鱼蛋白酶体激活因子PA28β亲缘关系最近，基因序列的同源性达95﹪。分离培养鲤鱼外周血白细胞，在不同条件下经PHA和ConA刺激后，利用Trizol提取总RNA，根据得到的PA28β全长cDNA序列和鲤鱼β-actin序列设计引物，利用RT-PCR方法对鲤鱼外周血白细胞PA28β进行差异表达分析，结果表明：经有丝分裂原刺激后前期（4h）白细胞中PA28β的表达量明显增大，但随着时间推移(12h、24h)表达增加量有所降低，并不随时间的延长而持续增加。在刺激的和正常的白细胞中PA28β表达趋势都成抛物线图，不同的是经刺激的比正常的PA28β的表达量提前达到峰值。本文属国内外首次报道鲤蛋白酶体激活因子PA28β的全长cDNA序列，鲤鱼PA28β的cDNA序列GenBank注册号为EU255233，并对其进行差异表达分析，这些结果可为PA28β在鱼类免疫应答中的作用研究提供参考和依据。     

木聚糖酶对尼罗罗非鱼钠葡萄糖共转运载体（SGLT1）mRNA表达的影响

以尼罗罗非鱼[体重(106.16±16.77)g]为实验对象,小麦基础饲料为对照,小麦基础饲料中分别添加不同水平的木聚糖酶(0.05%、0.10%、0.15%)作为试验饲料。每个处理设5个重复,每个重复放养40尾雄性尼罗罗非鱼,旨在研究木聚糖酶对尼罗罗非鱼前肠和中肠钠葡萄糖共转运载体(SGLT_1)mRNA表达的影响,从分子水平揭示木聚糖酶促进尼罗罗非鱼生长的机理。饱食投喂,饲养75 d后,每饲料组分别取10尾鱼,尾静脉取血制备血清,测定血糖含量;采用离心柱型总RNA提取试剂金提取前肠和中肠总RNA,通过RT-PCR对前肠和中肠SGLT_1mRNA的表达进行相对定量。结果表明,0.05%组、0.10%组和0.15%组前肠SGLT_1 mRNA的相对表达量分别比对照组提高19.28%(P<0.05)、42.17%(P<0.01)和16.87% (P<0.05);对照组尼罗罗非鱼在摄食后2 h血糖仅为5.56 mmol·L~(-1),0.10%组极显著高于对照组(P<0.01);0.05%组和0.10%组的增重率较对照组分别提高8.29%、17.45%(P<0.01),0.15%组的增重率与对照组相比没有统计学差异(P>0.05)。研究结果表明,在小麦基础饲料中适量添加木聚糖酶能显著上调前肠SGLT_1mRNA的表达,促进葡萄糖吸收,从而提高尼罗罗非鱼的生长速度。     

尼罗罗非鱼白细胞介素21基因 (OnIL-21)及其受体基因 (OnIL-21R)克隆及表达分析

白细胞介素21（interleukin 21,IL-21）是一种多效性细胞因子,主要通过其专一性受体（IL-21R）行使免疫调节功能。为研究IL-21及其受体IL-21R在鱼类抵御病原菌的免疫应答过程中的作用,本研究利用反转录PCR（RT-PCR）技术成功克隆了尼罗罗非鱼IL-21基因（OnIL-21）及其受体IL-21R基因（OnIL-21R）,对其进行生物信息学分析,并利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）技术检测其mRNA水平的表达。结果显示,OnIL-21及其受体OnIL-21R的开放阅读框为420 bp和1 548 bp,分别编码139和515个氨基酸。经氨基酸序列预测分析,OnIL-21为分泌型蛋白,具有一个Ig-like结构域;而OnIL-21R是跨膜蛋白,具有典型的γ-c链,2个基因的蛋白序列都具有多个保守的磷酸化位点和糖基化位点。系统进化树结果表明,OnIL-21和OnIL-21R均与斑马拟丽鱼IL-21和IL-21R的亲缘关系最近。组织差异性表达分析发现,OnIL-21在皮肤和心脏组织中表达量较高,在肌肉中较低;而OnIL-21R在鳃和脾脏组织中表达量最高,在肌肉中最低。无乳链球菌和嗜水气单胞菌体内感染和体外刺激白细胞后,头肾和脾脏中OnIL-21和OnIL-21R表达量均呈现显著上调,说明OnIL-21和OnIL-21R可能参与尼罗罗非鱼病原菌感染的免疫应答过程。此外,重组蛋白(r)OnIL-21刺激脾脏白细胞后,OnIL-21R和炎症相关因子（IL-1β、TNF-α、IFN-γ、IL-6和IL-10）的mRNA表达均发生显著上调,表明OnIL-21可调控其受体基因OnIL-21R的表达及参与调控机体的炎症反应。上述研究结果阐述了尼罗罗非鱼IL-21与其受体IL-21R的分子生物学特征,并初步阐明了二者参与了机体病原菌感染的免疫应答过程,为进一步探究IL-21通过其受体IL-21R调控机体免疫反应的作用机制和信号通路提供了重要参考。     

尼罗罗非鱼雌雄鱼肌肉组织差异表达基因的筛选

应用引物退火控制技术(ACP)筛选尼罗罗非鱼雌雄鱼肌肉组织差异表达基因,寻找与雌雄鱼肌肉生长发育相关的候选基因。本实验从同等条件下养殖的尼罗罗非鱼群体中随机选取雌、雄鱼各5尾组成RNA池,采用引物退火控制技术,分析了两组个体肌肉组织差异表达基因。利用20对随机引物差异显示扩增,共获得8条ESTs,其中5个已知的ESTs分别为转录变体3(LOC100691543)、60S核糖体蛋白(RL3)、小白蛋白β样蛋白、肌型肌酸激酶M2-CK和转录因子Sox4,其余3个为未知的ESTs。实时定量PCR分析各差异表达基因在尼罗罗非鱼雌雄肌肉组织中的表达发现,8个差异表达基因中转录变体3与ACP6-Y在尼罗罗非鱼雄鱼肌肉组织中的表达均极显著高于雌鱼(P0.01),ACP3-X、60S核糖体蛋白(RL3)、小白蛋白β样蛋白、ACP15-X、肌型肌酸激酶M2-CK与转录因子Sox4在尼罗罗非鱼雌鱼肌肉组织中的表达均极显著高于雄鱼(P0.01)。结果表明,应用引物退火控制技术筛选获得了8个可能参与了雌雄鱼肌肉生长发育调控的ESTs,为进一步筛选雌雄鱼肌肉生长发育相关候选基因奠定了基础。     

基于P-糖蛋白基因表达评价尼罗罗非鱼体内恩诺沙星代谢“首过效应”

为从药物酶的角度建立一种客观评价鱼类"首过效应"的方法,利用荧光定量PCR法测定尼罗罗非鱼(Oreochomis niloticus Linn)肝、肾组织中P-糖蛋白(P-gp)基因表达量,分析了单剂量(40 mg.kg 1)口服给药恩诺沙星(enrofloxacin,ENR)后,尼罗罗非鱼肠道、肝组织中mRNA水平的相对表达量与ENR血药浓度的时实相关性。实验结果显示:在尼罗罗非鱼肠道、肝组织中,P-gp基因在分子量127 bp处出现了与预期大小相符的特异性扩增片段。对尼罗罗非鱼口灌给药ENR后,ENR能迅速通过肠道进入血浆,其在肠道、肝和血浆中的消除速度较快,其药物时量曲线关系符合一级吸收的二室开放动力学模型。当血浆中ENR浓度达到最高达峰时(1 h),实验组肠道和肝中P-gp基因的相对表达量相对于对照组均表现出显著性差异(P<0.05);当肠道中ENR浓度达到最高峰时(2 h),实验组肠道P-gp基因的相对表达量则表现出极显著差异(P<0.01);当肝中ENR浓度达到最高峰时(2 h),实验组肝P-gp基因的相对表达量与对照组相比则表现出显著性差异(P<0.05)。该结果证实了鱼类P-gp基因参与药物代谢过程,提供了一种从分子水平揭示水产动物体内药物代谢规律的思路。     

尼罗罗非鱼整胚原位杂交技术的建立和初步应用

为了研究尼罗罗非鱼胚胎发育和器官形成过程中基因功能和基因表达图式,本研究建立了尼罗罗非鱼的整胚原位杂交流程。尼罗罗非鱼的胚胎具有卵黄大、不透明、色素出现早等特点,因此现有鱼类整胚原位杂交方法不能完全适用于尼罗罗非鱼的胚胎,故本研究做了相应的调整和优化:通过提高H2O2的浓度和添加KOH,改良了尼罗罗非鱼胚胎的色素去除方法;使用冷丙酮代替蛋白酶K在提高胚胎通透性的同时保持胚胎完整;减少了探针回收和抗体回收后的洗涤次数,完善了结果的图像采集和胚胎保存方案。使用尼罗罗非鱼的重组激活基因Rag1作为探针基因,整胚原位杂交结果显示Rag1基因表达的位置与已报道的斑马鱼和日本青鳉的Rag1基因在胚胎中的表达位置高度保守,胚胎完整,基因表达位置清晰可见,表明此套尼罗罗非鱼的整胚原位杂交技术流程成功有效。     

尼罗罗非鱼幼鱼对亚硝酸盐氮长期胁迫的生理功能响应

为了解亚硝酸盐氮长期胁迫下尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）生理功能变化,实验设置不同浓度亚硝酸盐氮（空白对照、0.03 mmol/L、0.06 mmol/L、0.12 mmol/L、0.23 mmol/L）,研究亚硝酸盐氮21 d胁迫对尼罗罗非鱼幼鱼血液和肝脏组织的生理生化、代谢功能和非特异性免疫的影响。结果表明,随着亚硝酸盐氮的浓度的提高,尼罗罗非鱼幼鱼血液中白细胞数呈现略微上升的趋势,而红细胞数和血红蛋白浓度均呈现显著下降的趋势（P<0.05）;幼鱼血清中,葡萄糖、谷丙转氨酶、谷草转氨酶和K⁺随着亚硝酸盐氮的增加浓度显著提高（P<0.05）,与此同时甘油三酯、总胆固醇、总蛋白、Na⁺和Cl^-浓度、超氧化物歧化酶、碱性磷酸酶、溶菌酶和免疫球蛋白浓度以及亚硝酸盐氮浓度表现出负相关的下降趋势（P<0.05）;肝脏组织中非特异性免疫因子HSP70、IL-1β、IL6和TNF-α随着亚硝酸盐氮的浓度增加表达量显著上升（P<0.05）,而LYS因子表达量则与之相反。研究表明,0.06~0.23 mmol/L亚硝酸盐氮长期胁迫下可导致罗非鱼幼鱼血液生理、代谢和免疫产生功能障碍,并影响肝组织的非特异性免疫基因表达。本研究结果有助于进一步了解亚硝酸根离子在罗非鱼体内的毒性机制,为建立罗非鱼养殖水质亚硝酸盐氮因子的安全阈值提供参考。     

尼罗罗非鱼肌肉蛋白质双向电泳体系的建立

为建立1种尼罗罗非鱼肌肉组织蛋白质的双向电泳体系,实验将尼罗罗非鱼肌肉组织蛋白质提取后,用双向电泳(2-DE)分离蛋白质,分别对蛋白质样品的制备方法、IPG胶条长度及p H范围、SDS-PAGE凝胶浓度及染色方法4个关键因素进行了探索和优化。结果显示,采用液氮研磨-丙酮沉淀法制备样品蛋白质,使用24 cm p H 4~7的IPG胶条进行第一向等电聚焦电泳,第二向SDS-PAGE电泳采用浓度为12.5%的凝胶进行,双向电泳后的凝胶采用硝酸银染色法进行染色处理,该条件下扫描所得尼罗罗非鱼肌肉蛋白质二维电泳图谱具有蛋白质分离程度好、斑点清晰、分辨率高及横纹少等优点。研究表明,技术体系适用于尼罗罗非鱼肌肉蛋白质的分离,可用于后续罗非鱼肌肉蛋白质组学研究。     

盐碱胁迫对尼罗罗非鱼血清渗透压、离子浓度及离子转运酶基因表达的影响

为了解鱼类适应盐碱水环境的生理变化机理,将尼罗罗非鱼从淡水直接转入4个不同盐碱混合梯度组(A组:盐度10,碱度1 g/LNaHCO3;B组:盐度10,碱度2 g/LNaHCO3;C组:盐度15,碱度1 g/LNaHCO3;D组:盐度15,碱度2 g/LNaHCO3)中进行为期96 h的急性胁迫实验,分别检测胁迫后0、6、12、24、36、48、72和96 h时尼罗罗非鱼的血清渗透压、血清Na+、K+、Cl-浓度以及鳃中Na+-K+-ATP酶(NKA)和碳酸酐酶(CA)基因相对表达量的变化过程。结果显示,血清渗透压、离子浓度以及鳃中NKA基因和CA基因mRNA表达量变化程度均与其盐碱胁迫浓度间呈正相关,变化过程随着实验时间推移均呈现为先升、后降,最后趋于平稳。B、D组血清渗透压峰值出现在24 h,A、C组出现在36 h。血清Na+、K+、Cl-浓度均在24 h达到峰值。B、D组NKA基因mRNA表达峰值出现在24 h,A、C组出现在36 h;除A组外,其余各组CA基因mRNA表达峰值时间出现在24 h。研究表明,尼罗罗非鱼具有一定的盐碱适应能力,盐碱胁迫下NKA、CA是参与离子转运、渗透压调节的重要转运酶。     

永生化尼罗罗非鱼巨噬细胞系的建立及鉴定

为获得具有单一克隆特性的能稳定传代培养的罗非鱼巨噬细胞系,本研究从尼罗罗非鱼腹腔中分离纯化巨噬细胞,采用EB病毒(Epstein-Barr virus,EBV)感染,筛选单克隆细胞的方法建立了尼罗罗非鱼巨噬细胞系,并对其进行了EBV感染鉴定、电镜观察、端粒酶活性检测、致癌性评估、核型分析以及分子生物学鉴定。研究表明,EBV已整合到尼罗罗非鱼巨噬细胞中且稳定表达,经30代稳定传代,该细胞系仍维持较好的增殖状态;该细胞系表面不平滑,有明显的钝圆形突起和细长的伪足,表现为典型的巨噬细胞形态;端粒酶活性显著高于未经感染的巨噬细胞,而与He La细胞差异不显著,且该细胞系不具有致癌性,说明永生化细胞系构建成功。核型分析结果发现,该细胞系具有44条染色体,其核型公式为2 n=2 x=44=4 sm+17 st+1 t。PCR检测发现,该细胞系存在CD33和CD205的转录本,这些都是单核巨噬细胞的标志物,经18S r RNA检测证明该细胞系来自尼罗罗非鱼巨噬细胞。永生化尼罗罗非鱼巨噬细胞系已被成功建立,该细胞系为研究罗非鱼链球菌HSP70-肽疫苗的高保护率,以及罗非鱼的免疫防御机制提供了工具。     

草鱼成熟脂肪细胞总RNA提取方法研究

获得高质量的RNA是逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)、Northern blot以及转录组测序(RNA-Seq)等分子生物学研究的基础,由于草鱼脂肪细胞中油脂含量较高,从中提取高质量RNA存在困难。本研究以草鱼(Ctenopharyngodon idellus)成熟脂肪细胞为材料,通过增加离心和抽提次数等方式对传统总RNA提取方法进行优化,采用琼脂糖凝胶电泳、核酸定量分析及基因扩增等方法验证所得RNA的完整性、纯度及质量。结果表明,经此方法提取的草鱼成熟脂肪细胞总RNA的A260 nm/A280 nm比值在1.95到2.00之间,28S和18S条带完整,草鱼LPL和β-actin基因扩增条带清晰。认为采用本方法获得的草鱼脂肪细胞RNA样品质量较高,能够用于后续分子生物学研究。     

刺参组织总RNA提取的研究

利用Trizol法和两种RNA提取试剂盒对刺参的肠、呼吸树、纵肌、体壁等不同组织总RNA进行了提取。综合分析结果表明,F试剂盒提取刺参组织总RNA的效果较其他两种方法而言方法最适宜,能获得纯度高、污染少,而且无降解的高质量总RNA。刺参的肠组织富含RNA,且质地较软容易研磨彻底,是提取总RNA的最佳组织,可获得量大、质优的总RNA。     

哲罗鲑胰岛素样生长因子－I（IGF－I）cDNA 分子克隆、序列分析及组织表达

采用逆转录聚合酶链式反应（RT－PCR）方法,从哲罗鲑（Hucho taimen）肝脏的总 RNA 中扩增出胰岛素样生长因子－I（IGF－I）的 cDNA 开放阅读框（Open reading frame, ORF）序列,运用软件对其进行生物信息学分析,并利用荧光实时定量 PCR 技术检测了哲罗鲑成鱼不同组织中 IGF－I mRNA 的表达情况。结果显示, IGF－I 基因的 cD－NA 开放阅读框为573 bp,编码190个氨基酸,蛋白质等电点为9．21,氨基酸结构由信号肽、 B、 C、 A、 D 结构域及 E 肽组成;氨基酸序列与其他鲑科鱼类具有较高的同源性,其中与北极红点鲑的 IGF－I 同源性最高（99．2％）;组织表达分析显示,哲罗鲑 IGF－I mRNA 在肝脏中表达量最高,在鳃、前肠中次之,在脑、头肾、脾、心、胃和肌肉等组织中的表达量较低。     

三倍体虹鳟实时荧光定量PCR内参基因稳定性分析

采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法比较甘油醛-3-磷酸脱氢酶(gapdh)、核糖体大亚基蛋白基因(rplp2)、真核延伸因子基因(ef1-α)、β-肌动蛋白(β-actin)和18S核糖体核酸基因(18S rRNA)等5个候选内参基因在体质量约800 g三倍体虹鳟脑、眼、鳃、皮肤、心脏、肾脏(头肾、中肾、后肾...     

Nucleotide sequence and mRNA expression analysis of <Emphasis Type="Italic">β</Emphasis>-actin gene in the orange-spotted grouper <Emphasis Type="Italic">Epinephelus coioides</Emphasis>

The full-length cDNA, encoding the orange-spotted grouper β-actin and spanning 1920 bp including a poly (A) tail, was cloned from its brain cDNA library. The open reading frame encodes a protein of 375 amino acids. Sequence analysis indicated that it contained the typical structural features of cytoplasmic actins, and showed higher homology with other vertebrate β-actin than any other members of the actin family. The partial genomic sequence indicated that the organization of the β-actin gene in the orange-spotted grouper might also be conserved. Northern blot analysis indicated that it was expressed at high levels in the brain, spleen, adipose tissue, ovary, and liver, but at low levels in the gill filament and heart, and at a very low level in the kidney. The expression of β-actin gene in the skeletal muscle was barely detectable. These results indicated that the expression of the orange-spotted grouper β-actin gene showed significant variation in different tissues. Therefore, caution should be taken when using β-actin gene as an internal control in the normalization of gene expression among tissues. Whereas, semi-quantitative RT-PCR analysis indicated that treatment with 17α–methyltestosterone (MT) had little effect on the mRNA expression of β-actin gene in the in vitro incubated hypothalamus, pituitary, and ovary fragments of the orange-spotted grouper, suggesting β-actin can be used as an internal control for RT-PCR analysis of MT effects on gene expression in these tissues.     

Construction of an expression vector containing a β-actin promoter region for gene transfer by microinjection in red sea bream <Emphasis Type="Italic">Pagrus major</Emphasis>

ABSTRACT:   Transgenic technology has been widely applied to a variety of freshwater fish species. However there are few reports on the use of this technology in commercially important marine species. In this study, the construction of expression vectors containing the β-actin promoter region for use in the red sea bream Pagrus major , a species of considerable importance to the aquaculture industry in Japan is reported. The β-actin gene was cloned from a red sea bream genomic DNA library. Recombinant plasmids were constructed by linking the 5' flanking region of the β-actin gene to the green fluorescent protein reporter gene, followed by the poly A signal sequence of simian virus 40 or the 3' flanking region the β-actin gene. Expression of these constructs was examined following microinjection into zebrafish and red sea bream embryos, and compared to that of the expression vector pXI-GFP driven by the Xenopus elongation factor 1α. The results indicated that the construct consisting of the β-actin 5'-and 3' flanking regions was the most efficacious. In future studies, it is planned to investigate the efficient condition for integration into chromosomes of the transgene.     

坛紫菜叶状体RNA提取方法的改良与比较

为提取高质量的坛紫菜叶状体总RNA,对常用的几种植物RNA提取方法(CTAB法、SDS法、异硫氰酸胍法)按照去除多糖、多酚的方法进行了改良,并对分离的总RNA根据吸光值、电泳图谱及RT-PCR检测等结果与两种试剂盒(离心柱试剂盒法,RNAiso法)的提取结果进行了比较。结果表明,SDS法、异硫氰酸胍法和RNAiso法3种方法提取的RNA纯度低,质量差,部分RNA已经发生了降解。而改良CTAB法和离心柱试剂盒法提取的总RNA质量可靠,完整性好,纯度高,并且成功去除了可能影响逆转录酶活性的物质,可以进一步应用于cDNA文库构建,基因表达分析等后续实验,但这两种方法各有优缺点,应根据实际情况选用合适方法进行坛紫菜叶状体总RNA的分离。     

黄鳝脑芳香化酶基因cDNA的克隆及组织表达特异性分析

根据NCBI数据库报道的黄鳝芳香化酶基因的gDNA序列,设计了一对特异性引物.用Trizol试剂盒提取黄鳝脑总RNA,反转录获得cDNA第一条链,进行PCR扩增.扩增产物经过回收、连接、测序后得到了一条长1514 bp的芳香化酶基因cDNA序列.同源性比较表明该基因属于脑型P450aromB,与其他鱼类脑型P450aromB的同源性较高(>70%),与性腺型P450aromA的同源性较低(<60%),与自身性腺型芳香化酶同源性为59.5%.采用RT-PCR的方法对该基因在雄性黄鳝的各组织表达情况进行了分析,结果表明,该基因的转录本较高的表达于脑和精巢中,较低的在皮肤中表达,而在肝脏、心脏、小肠、肌肉等组织中没有检测到该基因的表达.