罗非鱼湖病毒对吉富罗非鱼和E-11细胞的感染

为研究罗非鱼湖病毒在吉富罗非鱼体内和敏感细胞E-11中的感染特性,实验首先从人工感染罗非鱼湖病毒的吉富罗非鱼脾脏中获得罗非鱼湖病毒第4片段基因组,其cDNA全长1 250 bp,开放读码框长度为1 065 bp,编码354个氨基酸。通过进化树分析,该蛋白是罗非鱼湖病毒血凝素—酯酶融合蛋白(HEF)。随后通过在大肠杆菌大量表达和提纯GST融合HEF蛋白,免疫新西兰大白兔,制备了兔抗TiLV-HEF多克隆抗体。ELISA结果显示获得的抗血清效价高于1∶51 200,并且获得的抗体可以特异性识别病毒的TiLV-HEF蛋白。人工感染实验结果显示,TiLV的感染造成鱼体表面溃疡、全身性出血以及眼晶状体混浊等症状。H.E染色结果显示,肝脏形成合胞体,脾脏中含铁血黄素增加和部分细胞空泡变性。头肾出现淋巴细胞坏死,体肾蛋白质沉淀和肾小球坏死等病理症状。Western blot和免疫组织化学结果显示该病毒在所有组织中均有分布,其中脾脏、头肾和鳃中的病毒丰度高于肝脏、体肾和脑组织。通过细胞间接免疫荧光实验,发现TiLV感染E-11细胞后,HEF蛋白在细胞质中。TiLV可以通过感染吉富罗非鱼幼鱼的肝脏、脾脏、头肾、体肾、鳃和脑等组织而引起疾病。     

罗非鱼罗湖病毒ORF10蛋白的亚细胞定位及组织表达分析

为了研究罗非鱼罗湖病毒(tilapia lake virus, TiLV) ORF10 蛋白的功能, 从染病莫桑比克罗非鱼(Oreochromis niloticus)脾脏和肝脏组织中克隆获得 TiLV ORF10 基因编码序列, 并成功构建了荧光定位载体 pEGFP-ORF10 和重组表达载体 pET32a-ORF10。将荧光定位载体 pEGFP-ORF10 转染鲤(Cyprinus carpio)上皮瘤细胞(Epithelioma papulosum cyprinid, EPC), 经荧光显微镜观察, 在 EPC 的细胞核中观察到绿色荧光信号, 表明该蛋白定位于细胞核中。将重组载体 pET32a-ORF10 转化大肠杆菌 BL21(DE3)进行目的融合蛋白表达, 聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)检测表明, His-TiLV ORF10 融合蛋白成功表达并主要存在于上清液中。随后, 采用 Ni-NTA 亲和层析的方法纯化融合蛋白 His-TiLV ORF10, 以其为抗原多次免疫 Balb/C 小鼠, 制备多克隆抗体。蛋白印迹法(WB)分析显示, 制备的抗体可以特异性识别 His-TiLV ORF10。利用蛋白印迹法进一步对感染 TiLV 莫桑比克罗非鱼的不同来源组织进行检测, 结果显示, TiLV ORF10 蛋白在染病莫桑比克罗非鱼肌肉、脾脏、肝脏和肾脏中的表达存在较大差异, 其中以肝脏和肾脏组织表达量为最高, 脾脏次之, 肌肉中表达量最低。本研究为深入了解 TiLV ORF10 蛋白的功能和病毒侵染与致病等机理提供了重要基础。     

尼罗罗非鱼p38MAPK基因克隆与表达分析

为了探究p38MAPK与尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)免疫功能的相关性,本实验运用cDNA末端快速扩增技术(rapid amplification of cDNA ends,RACE)获得尼罗罗非鱼埃及品系ntp38MAPK的cDNA全长序列,结果显示,该序列全长1789 bp,开放阅读框(Open Reading Frame,ORF)长1086 bp,5′非编码区(Untranslated Region,UTR)长342 bp,3′UTR为361 bp。ORF编码361个氨基酸,预测分子量为41.598 kD,理论等电点为5.10。序列含有p38家族典型保守的Thr-Gly-Tyr(TGY)双磷酸化位点以及紧密相连的底物结合位点Ala-Thr-Arg-Trp(ATRW)。同源性以及系统进化树分析结果显示,尼罗罗非鱼的p38MAPK与大黄鱼(Larimichthys crocea)和鲈(Dicentrarchus labrax)的相似性最高。采用qRT-PCR的方法研究了ntp38MAPK在各组织以及无乳链球菌感染过程中的表达差异情况,结果显示,ntp38MAPK在各组织均有表达,其中在肌肉的表达量最高,心脏、肝脏、脾脏次之,头肾中的表达量最低。无乳链球菌感染过程中,脾脏、头肾中ntp38MAPK的表达量在2 h开始上调,肝脏中4 h开始上调,8 h后肝脏、脾脏和头肾中的表达量都有所下降,24~72 h趋于平稳,表明ntp38MAPK在尼罗罗非鱼抵抗链球菌侵染过程中发挥重要作用。     

吉富罗非鱼钙敏感受体基因的克隆、表达与其参与调控细胞凋亡的机制

钙敏感受体(calcium-sensing recceptor, CaSR)在 Ca²⁺ 刺激下可参与调控细胞凋亡等生理过程, 在机体适应逆境胁迫中发挥重要作用。为研究吉富罗非鱼(Genetically Improved Farmed Tilapia, GIFT)CaSR 基因的特点及其在缺氧胁迫下参与细胞凋亡的调控机制。本研究利用 RT-PCR 技术克隆了吉富罗非鱼 CaSR cDNA 全长序列, 利用 qRT-PCR 技术分析了该基因在不同组织中的表达模式, 并进一步检测了缺氧胁迫下(0.55 mg/L)肝脏中该基因和细胞凋亡相关基因 mRNA 的表达变化, 同时利用 ELISA 法检测了肝脏中抗氧化酶活性的变化, 以及通过 HE 和 TUNEL染色法分别观察了肝细胞的形态变化和凋亡情况。结果显示, 吉富罗非鱼 CaSR cDNA序列全长 3265 bp, 包括 21 bp 5′非编码区、2823 bp 开放阅读框和 421 bp 3′非编码区, 编码 940 个氨基酸。CaSR 基因 mRNA 在不同组织中均有表达, 其中肌肉中表达量最高, 肾脏次之; 组织切片观察发现缺氧可导致肝脏组织结构损伤, 促进肝细胞凋亡; 与对照组(5.0 mg/L)相比, 缺氧可增强 SOD、CAT 和 GSH-Px 抗氧化酶活性, 上调 CaSR mRNA 的表达, 并引起 Bcl-2、Caspase-3 和 P53 凋亡基因 mRNA 的表达变化。研究结果表明, CaSR 可能通过介导 Ca²⁺调控细胞凋亡, 从而参与吉富罗非鱼的缺氧应对机制。     

斑石鲷TGF-β1基因克隆和表达分析

虹彩病毒是造成斑石鲷(Oplegnathus punctatus)工厂化养殖中大规模死亡的主要病原,其感染力极强,感染后的斑石鲷死亡率高,严重影响了斑石鲷养殖产业发展。转化生长因子TGF-β1是一种重要的免疫调节因子,在病毒免疫应答中发挥重要作用。为研究TGF-β1在斑石鲷被虹彩病毒感染过程中发挥的作用,运用RACE和实时荧光定量qRT-PCR技术对TGF-β1进行了基因克隆,并对其进行在不同组织、不同时间点相对表达量的差异分析。结果显示,斑石鲷TGF-β1基因c DNA序列全长为3157 bp,5’非编码区长712 bp,3’非编码区长1278 bp,开放性阅读框长1167 bp,编码388个氨基酸,基因组包含6个外显子和5个内含子。同源分析发现,TGF-β1和鱼类相似度较高,与半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)的同源性最高,为76.67%。TGF-β1在斑石鲷健康组织(肝脏、脾脏、肾脏、头肾、心脏、鳃、胃、肠和皮肤)中均有表达,在头肾、肠、肝脏和皮肤组织中表达量较高,而在脾脏和肾脏组织表达量较低。为进一步研究TGF-β1在病毒感染过程中相对表达量的变化,对健康斑石鲷注射虹彩病毒进行刺激,随后比较了TGF-β1在脾脏、肝脏、肾脏、头肾4个不同组织、不同时间点的相对表达量的差异,在头肾、脾脏和肝脏中,病毒刺激后TGF-β1的表达量均出现升高,但在脾脏和肝脏中,峰值出现在刺激后第4天,而在头肾中峰值出现在感染后的第10天。在肾脏中,病毒刺激后的TGF-β1的表达呈现下降趋势,0 d表达量最高,4、7 d依次降低,7 d降至最低,10 d有所恢复。以上研究表明,TGF-β1可能响应了虹彩病毒对机体的刺激,可能在对病毒免疫应答中发挥作用。而病毒感染后不同组织中TGF-β1相对表达量的差异,则值得进一步研究。     

吉富罗非鱼硬脂酰辅酶A去饱和酶基因克隆、表达及其在斑马鱼中的转植研究

硬脂酰辅酶A去饱和酶(stearoyl-CoA desaturates, SCD)是单不饱和脂肪酸合成的关键限速酶,它在调节肝脏脂肪生成、脂肪酸代谢和脂质氧化方面发挥着重要作用。在本研究中,利用RACE技术克隆了吉富罗非鱼(Oreochromisniloticus)的完整scdcDNA序列,qRT-PCR分析了组织表达特点。为了验证scd基因的功能,利用CRISPR/Cas9技术构建scd基因敲除斑马鱼模型,研究了F3突变体的表型和基因表达变化,并结合高脂饲料实验验证了scd基因缺失后斑马鱼脂代谢的调控机制。结果显示,吉富罗非鱼scdcDNA序列全长1333bp,其中包括173 bp、1008 bp、152 bp的5’非编码区、开放阅读框和3′非编码区,编码335个氨基酸。scd基因在雄性和雌性罗非鱼的各组织中都有表达,在肝脏内表达量最高,脾脏内表达量最低。利用CRISPR/Cas9构建了scd基因敲除的斑马鱼(Daniorerio)模型进行功能验证,与野生型[SCD(+/+)]斑马鱼相比,纯合型[SCD⁽(–/–))]斑马鱼腹部明显膨大。Western blot...     

尼罗罗非鱼铁调素调节蛋白在宿主抵御病原菌侵染和调节铁稳态中的功能

为了研究铁调素调节蛋白(hemojuvelin,HJV)在硬骨鱼中抵御病原菌感染和维持自身铁稳态过程中的作用,实验扩增了尼罗罗非鱼铁调素调节蛋白基因(Onhjv)的开放阅读框(ORF),分析其在健康尼罗罗非鱼各组织中的分布模式及在抵御病原菌感染和调节铁稳态中的相关作用。结果显示,Onhjv的ORF全长由1 248个碱基组成,编码415个氨基酸,在不同物种之间具有一定的保守性。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)结果显示,Onhjv在尼罗罗非鱼各组织中广泛分布,并在肝脏中的表达量最高。在无乳链球菌或嗜水气单胞菌感染后,Onhjv在肝脏、脾脏、肠和鳃中的表达量均显著上调。体外头肾单核/巨噬细胞和肝细胞中Onhjv表达量在受到这2种病原菌应激下也显著上调。此外,在1和10μmol/L FeCl_3溶液刺激后,Onhjv表达量在肝脏、脾脏、肠和鳃等组织,以及头肾单核/巨噬细胞和肝细胞中的表达量也呈显著上调。受重组罗非鱼IL-6蛋白[(r)OnIL-6]刺激后,头肾单核/巨噬细胞中Onhjv表达量显著上调,表明炎症因子可以促进Onhjv表达。研究表明,尼罗罗非鱼铁调素调节蛋白在宿主抵御病原菌感染和维持铁稳态的过程中发挥作用。本实验为探究HJV在硬骨鱼中的生物学功能提供了参考,同时为进一步研究铁代谢在宿主防御病原菌感染过程中的重要作用提供理论指导。     

吉富罗非鱼感染无乳链球菌后肝脏组织在不同时期蛋白质组的表达差异

为研究罗非鱼感染无乳链球菌前后肝脏组织蛋白质的表达变化。本研究以吉富罗非鱼为材料,采用双向电泳技术分析其在无乳链球菌感染胁迫下24 h、48-144 h、12 d与对照组（未感染）肝脏组织蛋白质组的变化,对差异表达蛋白进行质谱分析鉴定。结果显示：吉富罗非鱼在无乳链球菌胁迫下,3个实验组的蛋白质图谱与对照组相比存在显著差异,共有30个蛋白点发生显著改变,其中13个表达上调,17个下调,2个下调蛋白点在感染12 d组消失。通过MALDI-TOF-MS MS/MS质谱分析和数据库检索对这些蛋白质进行了功能分类,发现它们涉及到能量代谢、细胞防御与应激、消化免疫、抗氧化与排毒等许多方面。推测这些蛋白可能在吉富罗非鱼对无乳链球菌胁迫的抗性反应中发挥了重要作用。研究结果为无乳链球菌疫苗的研制及吉富罗非鱼抗病品种选育奠定了基础。     

星斑川鲽MHCⅡ恒定链Ii基因的克隆和表达特性

为了研究星斑川鲽MHCⅡ类分子的作用及调控机制,实验通过SMART-RACE技术克隆得到了星斑川鲽MHCⅡ恒定链(MHCⅡIi)的全长cDNA序列,其长度为1766 bp,包含135 bp的5′非编码区、837 bp的开放阅读框和794 bp的3′非编码区。该基因共编码279个氨基酸。理论分子量为30.848 ku,等电点为6.89。与已知物种MHCⅡIi进行同源性比对,结果与狼鲈、紫红笛鲷和鳜关系较近,同源性均为79%。利用quantitative realtime PCR(qRT-PCR)技术检测了MHCⅡIi在星斑川鲽不同组织中的表达,以及爱德华氏菌感染前后对该基因在不同组织中表达水平的影响,结果显示:在脾脏、头肾、肝脏、后肠、性腺、心脏、血液、鳃和肌肉组织中,MHCⅡIi mRNA均有表达,但在表达量上有明显差异,脾脏和头肾组织相对表达水平较高,鳃、血液、肌肉、心脏和性腺中的表达水平较低。病原感染后,免疫相关组织脾脏和头肾的表达水平升高最明显,肝脏和后肠的表达水平也略有升高,但变化不明显。本研究可为星斑川鲽MHCⅡ类分子的作用机理提供理论依据,同时为海水养殖鱼类的抗病遗传育种工作提供研究基础。     

无乳链球菌Sip-GAPDH嵌合核酸疫苗的制备及免疫效果评价

为了研究无乳链球菌Sip-GAPDH嵌合核酸疫苗对罗非鱼链球菌病的免疫保护作用,本研究通过PCR和重叠延伸拼接技术(SOEing)获得融合基因Sip-GAPDH,连接至真核表达载体pcDNA3.1(+)制备DNA疫苗,通过背鳍肌肉注射方式免疫吉富罗非鱼,免疫后第7、28天取样,采用PCR及RT-PCR方法检测pcDNA-Sip-GAPDH在各个组织(包括肌肉、脑、头肾、脾脏、鳃和肝脏)中的表达情况。采用ELISA、Real-time PCR法和体外攻毒法分别分析各实验组不同时间血清抗体效价、免疫基因(IgM、IL-1β和CD8)表达变化规律和相对保护率,研究该嵌合性疫苗对吉富罗非鱼的保护效果。结果显示,实验组在免疫接种第7和第28天时,注射点周围的肌肉、脑、头肾、脾脏、鳃和肝脏均能检测到嵌合性质粒,实验组罗非鱼血清抗体效价均高于对照组并于21 d时达到峰值(1∶4 096);qPCR数据表明,实验组鱼体胸腺、头肾和脾脏的IgM、IL-1β和CD8基因的mRNA表达量均出现了上调,并且在胸腺、头肾和脾脏中的表达量分别在免疫后第12和第48 h达到峰值;免疫后42 d进行人工攻毒后计算免疫保护率为93.3%。以上研究结果表明,本研究构建的无乳链球菌Sip-GAPDH嵌合核酸疫苗在罗非鱼链球菌病防治中具有潜在的应用价值。     

尼罗罗非鱼MHC ⅡA基因的克隆、表达及多态性分析

为进一步了解鱼类MHC ⅡA基因的特点及其在免疫反应中的功能,采用同源克隆、RACE-PCR、巢式PCR等技术,从健康的尼罗罗非鱼体获得1 205 bp的MHC ⅡA基因cDNA全序列(Orni-DBA-0101,Genebank登录号:JF719813)及1 388 bp的基因组序列。序列分析发现,尼罗罗非鱼MHC ⅡA基因含4个外显子和3个内含子,开放阅读框长720 bp,编码239个氨基酸。从4尾尼罗罗非鱼中共得到8条不同的cDNA序列,分别编码不同的氨基酸序列。氨基酸序列比对后发现,序列间存在丰富的多态性,且主要集中在α-1区,多态性位点数远远高于半滑舌鳎MHC ⅡA基因。生物信息学分析表明,尼罗罗非鱼MHC ⅡA编码的蛋白质分子包含1个信号肽、2个胞外结构域、1个跨膜区和1个胞质区,存在4个保守的半胱氨酸残基以及丰富的磷酸化位点,与其他物种的相似性为23%～65%。RT-PCR结果表明,MHC ⅡA基因在脾、肾、肠、鳃、性腺、肝、心脏表达量很高,在鳔和肌肉中表达量最低。人工感染嗜水气单胞菌后,肝、脾、肾、鳃、肠5个组织中MHC ⅡA基因的mRNA水平均发生了不同程度的变化,提示MHC ⅡA分子作为一种重要的免疫因子,在清除病原的免疫反应中起着重要作用。     

尼罗罗非鱼补体C9基因的克隆和组织表达分析

为了探究补体C9在尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)免疫中发挥的作用,本研究克隆并分析了尼罗罗非鱼补体C9基因(OnC9)。结果显示:OnC9的cDNA序列全长2 502 bp,包含1 761 bp的开放阅读框(ORF),编码586个氨基酸。氨基酸序列同源性分析表明,OnC9与牙鲆(Paralichthys olivaceus)补体C9氨基酸相似性最高,达73.0%,与其他鱼类补体C9的相似性介于49.3%~71.4%之间。实时荧光定量PCR检测结果表明,OnC9基因在所检测的各个组织或器官中表达水平有明显差异,在肝脏中表达量最高,其次是肠道、后肾、皮肤、肌肉、鳃,在脑、脾脏、心脏、头肾、胸腺和血液中表达量最低。在无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)感染鱼体后,肝脏、后肾等组织中OnC9表达量表现为在感染12 h、48 h(或36 h)、120 h先后出现三个峰值的波动表达的规律。说明OnC9在无乳链球菌感染尼罗罗非鱼后的免疫应答中发挥作用。     

吉富罗非鱼不同选育群体的遗传多样性

用微卫星和扩增片段长度多态性(amplified fragment length polymorphism,AFLP)分子标记对海南、广州和青岛吉富品系尼罗罗非鱼的遗传多样性和遗传分化进行了研究。9对微卫星引物和4对AFLP引物的分析结果一致。微卫星分析表明,青岛吉富鱼的平均等位基因数(4.8)、平均观测杂合度(0.528)、平均多态信息含量(0.605)最高,海南吉富鱼的平均等位基因数(4.4)、平均观测杂合度(0.479)、平均多态信息含量(0.549)最低。AFLP分析显示,青岛吉富鱼的多态位点比例(48.4%)和基因多样性(0.245)最高,海南吉富鱼的多态位点比例(36.3%)和基因多样性(0.147)最低。这些表明,青岛吉富鱼的遗传多样性最高,海南吉富鱼最低。遗传分化分析表明,两两群体间遗传分化显著(微卫星FST为0.07~0.11,P<0.01;AFLPFST为0.24~0.29,P<0.01)。AMOVA分析显示,大部分遗传变异(微卫星的分析结果为91.26%;AFLP的为67.6%)来源于群体内个体间,表明吉富鱼选育品系尚具有进一步选育的潜力。     

无乳链球菌不同途径感染吉富罗非鱼后病原菌在体内的分布规律研究

为探讨无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)感染罗非鱼(Oreochromis spp)的致病途径。采用腹腔注射、灌胃和浸泡三种方式对吉富罗非鱼进行无乳链球菌(HN016菌株)胁迫感染,利用平板活菌计数法统计三种方式感染后病原菌在体内组织的分布。注射和灌胃两种方式感染后均出现典型的链球菌感染发病症状,其中注射组在感染24 h后出现死亡高峰,死亡率为92.5%;灌胃组感染48 h后出现死亡高峰,死亡率为90%;而浸泡组,感染后均没有出现明显的发病症状,也没有出现死鱼。注射组和灌胃组在感染后2 h,其脾脏、肝脏、前肾、胃、腮、皮肤和肌肉组织中均可分离出病原菌,5 h后在脑组织中均可分离出病原菌,8 h后各组织分离出的病原菌数达到峰值;而浸泡组在感染8 h后才从各组织中分离出病原菌,且它们的数量均低于同时期的注射组和灌胃组。注射和灌胃两种方式可使吉富罗非鱼快速感染无乳链球菌而发病,而浸泡方式感染后病原菌虽可以侵入机体,但不表现出症状。由此,我们推测在自然条件下养殖的罗非鱼是通过口腔采食携带无乳,链球菌的食物而被感染。     

Detection of transgenic DNA in tilapias (Oreochromis niloticus, GIFT strain) fed genetically modified soybeans (Roundup Ready)

We used nested-polymerase chain reaction (PCR) to detect Roundup Ready soybean in aquatic feeds and feeding tilapias. A template concentration of 10⁻¹⁰ g μL⁻¹ DNA solution could be detected with a dilute degree of 0.01%. Most (90.6%) of the aquatic feeds containing soybean byproduct included exogenous DNA segments. We also compared genetically modified (GM) soybean with non-GM soybean diets in feeding tilapias ( Oreochromis niloticus , GIFT strain) and examined the residual fragments (254 bp) of GM soybeans. Tilapias receiving GM soybean diets had DNA fragments in different tissues and organs, indicating that exogenous GM genes were absorbed systemically and not completely degraded by the tilapia's alimentary canal.     

罗非鱼抗逆性研究

研究了奥尼罗非鱼和吉富罗非鱼对低温和重金属的抗逆性。抗冻性实验结果表明,奥尼罗非鱼的抗冻性优于吉富罗非鱼。抗冻性较好的奥尼罗非鱼对重金属的抗逆性研究结果表明,在相同浓度的不同重金属作用下,奥尼罗非鱼幼苗对受试3种重金属离子(Pb2+、Cr6+、Cu2+)的抗逆性均随着作用时间的延长而下降。在相同条件下,对受试3种重金属离子的抗逆性:Cr6+Cu2+Pb2+。     

尼罗罗非鱼1号染色体分离及文库构建方法研究

以尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)为对象,采用体内注射植物血细胞凝集素(PHA)方式收集有丝分裂后期的鱼体头肾细胞,低渗法制片,运用激光显微分离获得尼罗罗非鱼1号染色体,分离后的单染色体通过特异性酶切和LA-PCR体外扩增,得到500~2 000 bp之间的DNA片段,并通过Southern blot和微卫星标记得到验证。扩增片段通过电泳回收、连接转化、感受态细胞培养等步骤构建尼罗罗非鱼1号染色体微克隆文库,克隆片段长度在300~600 bp之间。