刺参响应灿烂弧菌侵染差异microRNAs鉴定及靶基因分析

microRNA参与基因的转录后调控,在真核生物的生长发育、细胞分化和免疫防御等过程中发挥重要作用。刺参(Apostichopus japonicus)病害问题已成为产业发展的主要限制因素之一,而其病害发生的分子机制尚待进一步完善。本研究以刺参重大疾病“腐皮综合征”的重要致病原灿烂弧菌(Vibrios splendidus)为侵染菌株,通过人工侵染实验制备患病刺参样本,采用miRNA-seq技术对侵染组(PT16S)和对照组(PT10H)各3头刺参的体壁组织进行miRNA测序,通过相关生物信息学软件对miRNAs进行鉴定和分析,筛选差异表达miRNAs (DEmiRNAs)并预测其靶基因,构建关键调控途径的miRNA-mRNA调控网络。结果显示,PT10H组平均得到5 902 588条有效序列,194个已知miRNA和19个新的miRNA;PT16S组平均得到5 053 529条有效序列,182个已知miRNA和42个新的miRNA。对2组鉴定到的miRNA进行差异表达分析,共筛选到2个上调和11个下调的具有显著差异的DEmiRNAs (P≤0.05),上调的DEmiRNAs靶基因预测结合到3010个靶基因,注释到585个GO terms及24条信号通路(P≤0.05),下调的DEmiRNAs靶基因预测到19 072个靶基因,注释到514个GO terms以及22条信号通路(P≤0.05)。对筛选到的DEmiRNAs进行实时荧光定量PCR (qRT-PCR)验证,显示miRNA-seq与qRT-PCR的一致率达到70%。根据KEGG分析结果构建泛素介导的蛋白水解途径和Notch信号通路的miRNA-mRNA调控网络,结果显示,13个DEmiRNAs分别靶向结合134个与泛素介导的蛋白水解相关的mRNAs和109个与Notch信号通路相关的mRNAs,Aja-miR-184、Aja-miR-2478和Aja-miR-9277p等DEmiRNAs可能参与对Notch信号通路和对泛素介导的蛋白水解的调控。相关研究结果将为刺参疾病发生调控网络建立和机制解析提供依据。     

颗粒饲料携带细菌与大菱鲆疾病发生的相关性

白便症是工厂化养殖大菱鲆Scophthalmus maximus的一种常见和多发病,常造成大规模的死亡.2006年针对大菱鲆所用饲料携带细菌与其疾病发生的关系展开调查.调查发现,山东蓬莱(A)、莱州(B)和威海(C)3家大菱鲆养殖场均不同程度的感染了白便症,损失惨重.为查明病因,从切断病原入手,详细调查了这3家养殖场的病鱼、水源和养殖所用的颗粒饲料,通过细菌分离和形态学比较,发现颗粒饲料携带细菌KL-1与大菱鲆白便症的病原菌BB-1具有一致性,经常规生理生化测试、API-ID32E鉴定和16S rRNA序列分析,发现KL-1与BB-1是同一种细菌,为假交替单胞菌属的一种(Pseudoalteromonas sp.),人工感染试验也证明这2株细菌都是大菱鲆白便症的致病原,感染症状与自然发病特征基本一致,表明颗粒饲料携带细菌是大菱鲆白便症的直接病原.并对菌株KL-1和BB-1进行了药敏试验测试,为该疾病的控制提供参考.     

迟钝爱德华氏菌感染大菱鲆的病理学研究

采用光学显微镜和电子显微镜技术分别对患迟钝爱德华氏菌(Edwardsiella tarda)病的大菱鲆(Scophthalmus maximus)的病理学变化进行了研究.结果发现,迟钝爱德华氏菌可引起大菱鲆肾脏、脾脏、肝脏、心脏、肠和鳃等多个器官组织发生不同程度的病变,其中以肾脏病理变化最为显著,主要表现为造血组织局部坏死、单核巨噬细胞显著增生和肉芽肿形成.肝脏发生脂肪变性,血窦扩张充满单核巨噬细胞,严重者发生局部坏死;脾脏单核巨噬细胞增生显著,脾实质出现多处局部坏死;心肌纤维变性,肌纤维间有单核巨噬细胞浸润,病变严重者形成局部坏死灶.此外,在病鱼的肠和鳃内也发现大量单核巨噬细胞浸润的现象.研究表明,迟钝爱德华氏菌感染的大菱鲆主要是以单核巨噬细胞来参与炎症反应.爱德华氏菌病的病理分型应属肾脏型或肝肾混合型.     

养殖大菱鲆(Scophthalmus maximus)腹水病的病原多样性及其耐药性分析

为了解引起养殖大菱鲆(Scophthalmus maximus)腹水病的病原多样性及其耐药性情况,针对2002-2010年由不同地区病样分离的27株细菌性病原进行了16S rDNA鉴定,并采用K-B法测定了27株细菌对22种抗生素的耐药性,分析了病原菌的耐药谱及耐药率变化.结果显示,大菱鲆腹水病病原菌主要有大菱鲆弧菌(Vibrio scophthalmi)、迟钝爱德华氏菌(Edwardsiella tarda)、鳗弧菌(Vibrio anguillarum)、哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)、假交替单胞菌(Pseudoalteromonas espejiana).山东青岛地区以大菱鲆弧菌为主,威海地区以迟钝爱德华氏菌为主,烟台地区菌株种类分布平均.5类细菌对青霉素类、头孢菌素类、大环内酯类、复方新诺明耐药率高于50％.只有1株迟钝爱德华氏菌对氟苯尼考产生了耐药,其余菌株对其均没有耐药性,且在长期使用中不易产生耐药性,证实氟苯尼考为当前防治腹水病的一种良好抗菌药物.27株病原菌的耐药谱数量为27个,每个菌株具备自己独特的耐药谱,74.1％的菌株对10种以上的抗菌药物产生了耐药性,均有多重耐药性.     

刺参(Apostichopus japonicus) 9月龄主要经济性状遗传力的估计

本研究基于全同胞组内相关法对9月龄刺参(Apostichopus japonicus)苗种体长、体重、肉刺总数3个性状的遗传力进行了评估.以前期收集、保存的刺参群体为亲本,选取了健康刺参29头,采用不平衡巢式设计方法及人工刺激采卵授精方法,按照1雌配2-5雄的原则,构建了6个母系半同胞家系及23个父系全同胞家系,至9月龄时,分别抽取每个家系30-50个后代测定相应个体的体长、体重及肉刺总数,应用数量遗传学分析和全同胞组内相关法估计刺参9月龄体长、体重和肉刺总数共3个生长性状的遗传力.结果显示,9月龄刺参体长雌性组分遗传力的估计值为0.87,雄性组分遗传力估计值为0.85,全同胞组分遗传力估计值为0.86;刺参体重雌性组分遗传力估计值为0.20,雄性组分遗传力估计值为0.73,全同胞组分遗传力估计值为0.46;肉刺总数雌性组分遗传力估计值为0.43,雄性组分遗传力估计值为0.32,全同胞组分遗传力估计值为0.37.t检验表明,体长、体重的雄性组分遗传力达到显著水平(P＜0.05),全同胞组分遗传力均达到极显著水平(P＜0.01),肉刺总数的遗传力均未达到显著水平.     

刺参池塘养殖系统中发酵饲料的制作与投喂

将海带粉、扇贝边粉、豆粕、虾粉、马尾藻粉按照40∶18∶20∶7∶15的配比混合,经浸泡、研磨等预处理后,加入0.25%～0.5%的水产诱食酵母,发酵72h。SDS-PAGE凝胶电泳结果显示,经过发酵处理后,饲料中的大分子蛋白发生降解。按照刺参体重3%的投喂量进行为期50d的投喂实验,结果表明,发酵饲料组刺参的生长明显优于普通饲料组(未发酵饲料),可见发酵饲料能够更好地满足刺参健康、快速生长的需要,具有良好的市场潜力。     

水产疾病远程会诊系统构建及其产业促进作用

综合应用多媒体计算机技术、网络通讯技术、视频会议系统、显微图像采集等多学科技术,并集成水产经济动物生物学数据库、疾病病原数据库和水产药物数据库,构建了我国北方水产疾病远程会诊系统。系统包括中心站、地区分站、会诊终端站、流动式终端站、技术专家组以及基层技术人员。利用该系统可实现中心站、分站与养殖企业间的水产疾病异地实时诊断,提高疾病诊断的准确率。同时,这套系统还可用于水产养殖技术工艺、疾病发生及防治等信息的远程教育、学术交流、远程传输、数据共享和在线检索等功能。     

刺参响应灿烂弧菌侵染的基因组DNA甲基化水平和转录组差异及其关联分析

为探讨病原菌胁迫下刺参(Apostichopus japonicus)基因组DNA甲基化水平和转录组表达的差异,本研究采用人工攻毒侵染胁迫,获得刺参化皮体壁组织,并以未攻毒组的健康体壁组织为对照,对刺参2种体壁组织进行全基因组甲基化测序(WGBS)和转录组高通量测序,解析刺参体壁基因组DNA甲基化差异,筛选响应病原胁迫的差异甲基化区域和差异表达基因。同时,通过基因组甲基化和转录组联合分析,筛选负相关关联基因,为解析刺参响应灿烂弧菌(Vibrio splendidus)侵染的分子机理提供基础数据。结果显示,刺参对照组和侵染组基因组总甲基化水平分别为(3.59±0.04)%和(3.87±0.27)%,侵染组甲基化水平显著升高;在发生甲基化的位点中,攻毒组和对照组的mCpG占比分别为83.06%和81.91%,mCpG为最主要的甲基化形式。本研究共筛选出差异甲基化区域(DMRs) 626 677个,注释到23 706个功能基因。转录组测序共检测到29 290个基因,筛选到差异表达基因496个,其中,上调基因214个,下调基因282个。在基因组甲基化与转录组的关联分析中,筛选到180个负相关关联基因,其中,差异甲基化区域位于启动子区域的负相关基因为60个。对负相关关联基因的GO和KEGG富集分析,筛选到相关通路和LRR、hsp20和CARD等关键基因。本研究将为解析刺参抗病的表观遗传调控机制提供数据,也为刺参抗病性状选育提供科学参考。     

一株感染深水网箱养殖许氏平鲉的病原菌分离与鉴定

2016年7月,山东省长岛县深水网箱养殖许氏平鲉(Sebastes schlegeli)暴发严重皮肤溃疡症。作者对病鱼进行病原菌分离。通过形态学观察、常规生理生化试验、gyrB和16S rDNA基因克隆测序等方法对分离菌株进行鉴定。在病灶溃疡处分离到一株绝对优势菌BZ01,该菌株在TSB固体培养基上呈半透明菌落,在TCBS选择性培养基上菌落呈绿色。透射电镜观察为短棒状,具有单根极生鞭毛。人工回接感染证明,该菌株对许氏平鲉具有较强的致病力,可以引起皮肤溃疡等症状,且与自然感染症状一致,其LD₅₀为2.07×10~6 CFU/ml。通过gyrB和16S rDNA基因序列测定并构建系统发育树显示,菌株BZ01与弧菌属同源性最高,并在系统发育树中与轮虫弧菌(Vibrio rotiferianus)聚为一枝,结合形态及生理生化表型测定结果,将该菌株鉴定为轮虫弧菌(V.rotiferianus)。药敏试验结果显示,该菌株对四环素类、喹诺酮类、香豆素类、肽酰转移酶类高度敏感,而对大环内酯类、多肽类、磺胺类、β-内酰胺类、氨基糖苷类中度敏感或不敏感。     

刺参(Apostichopus japonicus)重要经济性状相关SNP标记的验证分析

本研究在前期构建的刺参(Apostichopus japonicus)高密度遗传连锁图谱和QTL分析的基础上,筛选出26个与体长、体重、体宽、棘刺总数、抗病力相关的SNP位点,设计出可用于HRM检测的SNP扩增引物13对。在扩大群体中利用HRM小片段法对这13个刺参重要经济性状相关的候选SNP位点进行分型和多态性检测,并结合扩大群体的相关性状数据进行了QTL位点验证。多态性结果显示,13个位点中有3个单态性位点,其余10个多态性位点中有3个位点为低等位多态性,7个位点为中等位多态性。10个多态性位点的最小等位基因频率(MAF)介于0.016(SNP113)~ 0.332(SNP160)之间,平均值为0.173;各位点的观测杂合度(Ho)介于0.031(SNP113)~0.818(SNP9)之间,平均值为0.433;期望杂合度(He)介于0.031(SNP113)~0.834(SNP9)之间,平均值为0.402;多态信息含量(PIC)介于0.030(SNP113)~0.393(SNP160)之间,平均为0.248,有6个位点偏离Hardy- Weinberg平衡。QTL验证结果表明,SNP40和SNP160位点为与生长(体长、体重、体宽)相关的位点,各位点的优势基因型分别为SNP40(CC)和SNP160(AA);SNP88、SNP112和SNP126这3个位点为与抗病力相关的位点,各位点的优势基因型为SNP88(CC)、SNP112(AA)和SNP126(TT)。基于这5个位点构建生长和抗病二倍型,发现二倍型K1(CC AA TT)抗病力最强,S1(CC AA)、S3(CC AC)在生长方面优势显著,相关研究结果可为分子标记辅助育种在生产中应用提供基础数据。