斑马鱼幼鱼嗜中性粒细胞对副溶血弧菌清除的动态变化

副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)是人-兽-鱼共患的致病菌,严重威胁食品安全和人类的健康。为了研究宿主嗜中性粒细胞清除细菌感染的动态变化过程,利用红色荧光蛋白标记的副溶血弧菌Vp57~(RFP)菌株感染受精后48 h(hours post fertilization,hpf)的斑马鱼(Danio rerio)幼鱼耳泡,建立局部感染模型,并以大肠杆菌(Escherichia coli)Ec01菌株为对照,系统比较了副溶血弧菌和大肠杆菌的半数致死剂量(median lethal dose,LD_(50))、存活曲线以及和嗜中性粒细胞相互作用的动态过程,RT-qPCR验证炎症相关基因il1b和il10在感染前后的表达量变化。结果显示副溶血弧菌和大肠杆菌感染斑马鱼幼鱼的LD_(50)分别为7.90×10~8 CFU/mL和1.14×10~(11) CFU/mL,与感染大肠杆菌相比,斑马鱼感染副溶血弧菌后招募嗜中性粒细胞的速度更快,且数量更多。RT-qPCR结果发现斑马鱼感染副溶血弧菌后在相同时间点能够激活更高的il1b和il10基因的表达,引起强烈的炎症反应。基于以上研究,我们建立的副溶血弧菌-斑马鱼幼鱼耳泡局部感染模型,为进一步研究嗜中性粒细胞清除副溶血弧菌感染的动态过程,以及深入揭示天然免疫应答机制提供了依据。     

光照周期对尼罗罗非鱼幼鱼昼夜节律调节的作用

为了研究尼罗罗非鱼幼鱼游泳行为在不喂食时是否存在昼夜节律和光照周期的调节作用,设计了光周期为光照(L)∶黑暗(D)=12 h∶12 h,持续的黑暗(DD),持续的光照(LL),光周期为L∶D=6 h∶6 h和光周期为L∶D=2 h∶2 h。结果表明:(1)光周期为L∶D=12 h∶12 h时,尼罗罗非鱼具有明显的昼夜节律,昼夜节律周期为(24. 3±0. 2) h;(2)尼罗罗非鱼的昼夜节律在持续的黑暗和光照下仍然存在,分别为(25. 1±1. 1) h和(25. 6±1. 0) h;(3)光周期为L∶D=6 h∶6 h时,尼罗罗非鱼仍具有明显的昼夜节律(12. 6±0. 5) h;(4)在光周期为L∶D=2 h∶2 h时,尼罗罗非鱼的昼夜游泳行为仍具有明显的昼夜节律,节律周期为(4. 0±2. 0) h。这些结果表明,尼罗罗非鱼具有以24 h为周期的内源性生物钟,但相比与外源性光照调控,内源性的生物钟对罗非鱼的调控较弱,外源性的光照周期才是调节尼罗罗非鱼幼鱼昼夜行为节律的主要因素。     

厚壳贻贝5-羟色胺2A受体(5-HT2AR)基因克隆和时空表达

为探究5-羟色胺2A受体（5-HT 2A receptor， 5-HT2AR）基因在海水贝类生长发育中的作用，本研究通过RACE技术和实时荧光定量PCR（qRT-PCR）克隆了厚壳贻贝5-HT2AR 基因的cDNA全长，并分析该基因的时空表达。结果显示，5-HT2AR基因全长2 636 bp，开放阅读框（ORF）2 124 bp，共编码707个氨基酸。序列分析结果显示该序列与人、小鼠、斑马鱼、长牡蛎和虾夷扇贝等物种分别具有45%、45%、48%、49%和67%的同源性。厚壳贻贝雌雄成体各组织和器官中均有5-HT2AR基因表达，雄性中的鳃表达量最高，而在雌性鳃、外套膜和性腺中的表达稍高于其他组织和器官；推测该基因可能与厚壳贻贝的摄食、对外界环境的感知及促进卵母细胞成熟有关。5-HT2AR基因在厚壳贻贝各发育阶段均有表达，且稚贝的表达量为眼点幼虫的1.4倍，推测5-HT2AR基因可能参与了调控厚壳贻贝幼虫的生长发育过程。本研究为进一步了解5-HT基因家族在双壳贝类中的功能奠定了基础。     

基于2b-RAD简化基因组测序的三门湾海域3种优势鱼类群体遗传多样性分析

为评估浙江省三门湾海域鱼类种质资源现状,采用简化基因组测序技术,对三门湾海域3种优势鱼种(白姑鱼Pennahia argentata、中华栉孔虾虎鱼Ctenotrypauchen chinensis和龙头鱼Harpadon nehereus)进行群体遗传多样性分析。结果表明,白姑鱼、中华栉孔虾虎鱼、龙头鱼获得单核苷酸多态性(SNP)位点分别为125 225个、51 283个、55 128个,变异位点比例分别为1.74%、0.79%、0.54%,多态信息含量(PIC)分别为0.208、0.177、0.221,核苷酸多样性(P_i)分别为0.259、0.219、0.281。其中白姑鱼观测杂合度小于期望杂合度,显示出群体内纯合子较多,杂合子缺失;而中华栉孔虾虎鱼、龙头鱼观测杂合度大于期望杂合度,显示出杂合过度。3种鱼类群体以龙头鱼观测杂合度最高。综合以上SNP位点多样性、多态性信息含量、群体遗传多样性比较结果,三门湾海域3种鱼类群体变异位点比例均较低,相同群体的个体间遗传分化较小,遗传结构较稳定,总体上遗传多样性处于较低水平,应进一步加强资源保护和恢复。     

低温驯化下斑马鱼LINE1的表达检测

长散布核元件-1(Long spread nuclear element-1,LINE1)是跳跃基因。前期比较基因组研究发现,南极鱼经历漫长的低温适应进化后,与南极圈外的同亚目鱼类相比较,在基因水平上LINE1的扩增效率高达8~300倍,但LINE1的扩增与鱼类抵御寒冷之间的关系尚未明了。本实验对斑马鱼(Danio rerio)胚胎成纤维细胞ZF4进行了不同时间梯度的低温处理(18℃、5 d和18℃、30 d),同时对斑马鱼成鱼也进行了不同时间的低温处理(10℃,3 h、6 h、1 d、3 d、5 d)。采用RT-qPCR检测了LINE1的mRNA水平,并克隆了斑马鱼LINE1基因启动子区,利用Luciferase双荧光报告系统,在ZF4细胞中验证LINE15’UTR在低温压力下的生物活性。结果显示,短时间低温处理下,ZF4细胞中LINE1 mRNA水平有所降低,而在长时间低温处理中,LINE1的mRNA水平显著升高。在成鱼中,短时间低温处理下,LINE1 mRNA水平降低;长期低温处理下,LINE1 mRNA水平显著升高。在ZF4细胞中发现,LINE15’UTR具有生物活性。在低温处理(18℃,3 d)下,报告基因信号减弱,间接表明LINE1启动子活性减弱。研究结果表明,低温压力会影响LINE1在鱼类中的表达。本研究为进一步探究LINE1在鱼类适应低温环境中的作用机制奠定了基础。     

斑马鱼早期胚胎发育囊胚sphere时期的蛋白组学研究

斑马鱼(Danio rerio)早期胚胎发育囊胚时期是胚胎发育过程的关键时期,利用i TRAQ蛋白质质谱分析技术,检测斑马鱼早期胚胎发育过程中囊胚sphere时期的蛋白质表达情况,并分析该时期表达的蛋白质的相应功能和参与调控的生物过程。以野生型斑马鱼发育至sphere时期即4 hpf的胚胎为样本,利用i TRAQ标记与LC-MS/MS串联质谱技术,结合数据库比对,对该时期表达的蛋白质进行定性和定量的鉴定分析。检测结果共鉴定到的总蛋白数为1 178个,利用生物信息学进行功能分析,发现这些蛋白广泛参与了细胞信号传递、细胞运动和细胞骨架构建、细胞增殖、细胞分化、物质合成与代谢等各项重要的生命活动过程。研究表明,利用i TRAQ标记的方法可以对4hpf时期的斑马鱼胚胎中的蛋白质进行有效的分离和鉴定,并初步建立了斑马鱼早期发育关键阶段sphere时期的蛋白质组表达图谱,以期为斑马鱼胚胎发育过程中蛋白质组学和调控机制的研究提供参考。     

南极鱼类适应低温的分子进化研究进展

南大洋是地球上最冷的水域,水温常年在0℃以下,许多生物在南大洋降温过程中走向灭绝,而南极鱼亚目鱼类在南大洋逐渐变冷过程中快速进化,成为冰冻海域最繁盛的脊椎动物。随着越来越多的南极亚目鱼类基因组完成测序和分析,人们对这些鱼类在冰冻环境下生存和繁衍机制的认识也越来越深入和全面。本文从抗冻蛋白的起源、血液发生、抗过氧化机制、铁离子稳态调控、中性浮力的进化和基因组特征等方面综述了南极鱼类适应极端低温的分子进化及发育生物学机制,以期为鱼类抗冻与耐寒机制及适应性进化研究提供新的视角。     

复合垂直流人工湿地植物与基质层微生物群落特征比较分析

为了解复合垂直流人工湿地系统对海水养殖尾水中各形态氮的处理效果, 以及植物与不同基质层微生物群落特征的相似性和差异性, 以互花米草(Spartina alterniflora)-细砂-煤渣-碎石构建的复合垂直流人工湿地系统为研究对象, 研究了该系统对海水石斑鱼养殖尾水中 COD、NO₃ ^– -N、NO₂ ^– -N、NH₄ ⁺ -N 和总氮(TN)的去除效果, 并采用高通量测序技术分析了植物根际和不同基质层微生物群落特征。结果表明, 复合垂直流人工湿地系统对污染物有较好的去除效果, 出水中 COD、NO₃ ^– -N、NO₂ ^– -N、NH₄ ⁺ -N 和 TN 的平均浓度分别为 4.00 mg/L, 0.15 mg/L, 0.16 mg/L, 0.04 mg/L, 0.64 mg/L。植物根际样品和细砂层样品的微生物群落丰富度和多样性较高, 与其他基质层样品具有明显差异; 在门分类水平上优势菌以变形菌门、拟杆菌门、放线菌门、绿弯菌门和厚壁菌门为主, 相对丰度分别为 53.7%、11.5%、11.9%、6.4%、3.7%; 在纲分类水平优势菌以 α-变形菌纲、γ-变形菌纲、放线菌纲和拟杆菌纲为主, 相对丰度分别为 30.1%、20.9%、11.9%、10.3%; 人工湿地中丰度最高的脱氮功能菌包括亚硝化单胞菌属、硝化螺菌属、 芽孢杆菌属、假单胞菌属和不动杆菌属; 系统中微生物代谢功能丰富, 且所有样品功能组成相似; 相同基质层样品的微生物群落组成差异较小, 二级湿地单元各基质层样品微生物群落的差异程度与一级湿地单元相比较小。     

纤维素对海假交替单胞菌生物被膜生物学特性及厚壳贻贝幼虫附着变态的影响

为探究纤维素对海假交替单胞菌生物被膜的生物学特性及其对厚壳贻贝幼虫附着变态的影响,实验设置海假交替单胞菌(初始细菌密度5×10⁸个/m L)分别与浓度为0.02、0.20、2.00、20.00 mg/L的纤维素共孵育形成生物被膜,检测形成的生物被膜对厚壳贻贝幼虫变态的诱导作用变化,比较生物被膜成膜能力、胞外产物等生物学特性变化,并分析其与厚壳贻贝幼虫附着变态的关系。纤维素浓度为2.00或20.00 mg/L时,所形成的生物被膜对幼虫附着变态的诱导活性显著降低。通过分析加入纤维素后海假交替单胞菌形成的生物被膜生物学特性发现,随着纤维素浓度升高,生物被膜中细菌的分布更为分散,细菌密度和膜厚呈逐渐降低趋势,生物被膜胞外产物中α-多糖、β-多糖和脂质的生物量显著降低,而蛋白无明显变化。在海假交替单胞菌生物被膜形成过程中,纤维素主要通过降低胞外α-多糖、β-多糖和脂质的产生,进而间接调控厚壳贻贝幼虫附着变态。研究结果为探究海假交替单胞菌纤维素对生物被膜形成及对厚壳贻贝附着变态调控分子机制提供理论依据,为整治生物污损等实际问题提供新思路。