Tgf2转座子介导的草鱼、团头鲂和鲫插入诱变研究

转座子介导的插入诱变(insertional mutagenesis)策略在养殖鱼类功能基因发掘和解释方面有着重要的研究意义。本研究以高效Tgf2转座子为研究基础,构建了pTgf2-β-actin-eGFP、pTgf2-EF1α-eGFP、pTgf2-Myo D-eGFP和pTgf2-Krt8-eGFP这4种带有不同启动子的供体质粒,以及pCS2-gf TP这种gf TP转座酶mRNA的体外表达的辅助质粒。将供体质粒和gf TP转座酶mRNA一起注射到草鱼(Ctenopharyngodon idellus)、团头鲂(Megalobrama amblycephala)和鲫(Carassius auratus)的1~2细胞期受精卵中,经对子代增强型绿色荧光蛋白(enhanced green fluorescent protein,eGFP)整合率的检测和筛选,初步构建了1个以转座子为工具介导的插入诱变库。实验表明,在早期胚胎中,鲫和团头鲂的荧光率达到90%,在草鱼中则高达95%,随着供体质粒注射的改变,表现出肌肉、表皮及全身不同的绿色荧光发光特征。eGFP基因平均整合率在3种鱼类子代平游期的为50%~53%,在1龄阶段为33.0%~36.1%。在3种鱼类中得到插入诱变突变体,获得草鱼阳性个体162尾,其中有45尾表型明显差异;鲫阳性个体60尾,其中有14尾表型明显差异;团头鲂阳性个体51尾,其中有10尾表型明显差异。结果表明,通过插入Tgf2转座子,可在草鱼、团头鲂和鲫等鲤科鱼类中实现基因组的插入诱变,本研究结果可为目标性状功能基因的挖掘和功能机制研究积累一定的基础。     

三角鲂(♀)×翘嘴鲌(♂)杂交F1的生长性能及形态差异

为探讨三角鲂、翘嘴鲌及其杂交子代的生长性能与形态差异,本研究开展了广东东江三角鲂(MT)与长江水系翘嘴鲌(CA)远缘杂交实验,获得了三角鲂♀×翘嘴鲌♂新型鲂鲌杂交F1优良组合。以团头鲂(MA)♀×翘嘴鲌♂杂交F1、三角鲂、翘嘴鲌、团头鲂自交子代4个群体为对照,比较分析了MT♀×CA♂杂交F1的生长性能及形态差异。结果显示,(1)土池同池生长性能在1龄时,MT♀×CA♂、MA♀×CA♂表现出显著的超父本CA杂种优势;2龄时,MT♀×CA♂、MA♀×CA♂表现出显著的超双亲生长优势;3龄时,MT♀×CA♂不仅具显著的超双亲生长优势,且体质量也显著高于MA♀×CA♂。(2)MT♀×CA♂的可数和可量性状多数表现为中间型。可数性状的分析结果显示,MT♀×CA♂臀鳍等多个性状介于父母本之间,平均杂种指数为65.00,接近中间值,略偏向于父本CA。可量性状表明MT♀×CA♂有7个性状分别与父母本有显著性差异,平均杂种指数为51.61,接近理想的中间值。(3)聚类分析显示鲂鲌杂种MT♀×CA♂和MA♀×CA♂聚为一支,MT和MA聚为一支,然后这两支汇聚后与CA聚为一支。主成分分析得到累计贡献率达56.02%的3个主成分,反映了鱼体高、躯干、头部和尾部的形态变异;通过构建5个群体的判别函数进行判别分析,判别准确率为87.1%~100.0%。研究表明,三角鲂(♀)×翘嘴鲌(♂)F1杂种表现出生长快、形态优等优良性状,有望进一步培育成为优良鲂鲌杂交新品种。     

金鱼Tgf2转座酶的原核表达及其DNA结合活性

金鱼Tgf2转座子基因属于Hobo/Activator/Tam3(hAT)超家族,其编码的活性转座酶能在多种鱼类转座中介导基因插入及诱变,因此在鱼类重要性状主控基因的筛选、功能解释及育种等方面具有重要的应用前景.鉴于Tgf2转座酶基因(JN886591)存在众多稀有密码子,本研究依据大肠杆菌对密码子的偏好性,对金鱼Tgf2转座酶基因进行密码子优化,所得Tgf2转座酶基因连接原核表达载体pET-28a(+),将重组载体转化到大肠杆菌BL21 (DE3)细胞.该大肠杆菌细胞在培养温度37℃、OD600≈0.5时用IPTG诱导获得高效表达,即菌体中含有8.8％的重组蛋白,上清液中含有4.0％重组蛋白.采用亲和层析纯化从菌体上清液中分离得到分子量约70 ku的可溶性重组蛋白,经MALDI-(TOF)/TOF串联质谱鉴定其为重组Tgf2转座酶.进而采用分子排阻色谱法研究转座酶的DNA结合活性,结果表明:所得重组Tgf2转座酶能识别并结合含Tgf2转座子特异性亚末端重复序列的DNA探针,即启动转座.采用原核表达体系高效获得重组Tgf2转座酶,为其作为工具酶应用于鱼类生物学研究奠定必要的基础.     

溶解氧对团头鲂耐低氧新品系F5代的鳃组织形态及各组织酶活性的影响

为研究不同浓度溶解氧(DO)对团头鲂(Megalobrama amblycephala)耐低氧新品系F5代鳃组织形态以及各组织酶活性的影响,本研究将团头鲂在低氧[DO为(1.7±0.2) mg/L]和高氧[DO为(19.3± 0.5) mg/L]条件下分别处理0、4和7 d,恢复常氧[DO为(7.8±0.3) mg/L] 7 d后,通过石蜡切片观察鳃组织的形态,并测定了鳃、肝胰腺、肠道、肌肉中过氧化氢酶(CAT)、琥珀酸脱氢酶(SDH)及乳酸脱氢酶(LDH)活性和丙二醛(MDA)含量。石蜡切片结果显示,随着低氧处理时间的延长,团头鲂新品系鳃丝的层间细胞团体积减小,鳃小片表面积增加,恢复常氧7 d后又有所恢复。高氧条件下,层间细胞团体积增大,鳃小片表面积减小,恢复常氧7 d后也会恢复。酶活性检测结果显示,在低氧和高氧2种条件下,随着处理时间的延长,CAT活性和MDA含量在各组织中的变化无明显规律,但均有显著差异(P<0.05)。低氧条件下,LDH活性显著增高,SDH活性显著降低(P<0.05)。高氧条件下,LDH活性显著降低,SDH活性显著增高(P<0.05)。本研究可为溶解氧对团头鲂的鳃组织以及各组织酶活性的影响提供基础资料,并为团头鲂新品系的养殖与选育奠定基础。     

中国大陆沿海六水系绒螯蟹(中华绒螯蟹和日本绒螯蟹)群体亲缘关系:RAPD指纹标记

用 4 8个具有丰富多态性的 10碱基随机引物对辽河、黄河、长江、瓯江、珠江和南流江的中华绒螯蟹和日本绒螯蟹的 6个群体进行RAPD分析。结果发现 :(1)两个引物具有群体特异性带 ,其中Z2扩增的 880bp片段为珠江蟹和南流江蟹群体中所特有 ,而 70 0bp片段为长江蟹、辽河蟹、黄河蟹和瓯江蟹所特有 ,可作为区别日本绒螯蟹和中华绒螯蟹的分子遗传标记 ;(2 )Opp17扩增的 94 7bp片段的出现频率 ,在长江、黄河和辽河群体显著地从南到北递减 ,长江蟹 87.50 %、黄河蟹4 1.66%、辽河蟹 10 .83%。这一遗传渐变的度量可作为区别这三个水系的中华绒螯蟹种群的判据 ;(3) 6水系群体内的平均遗传相似度依次为 :辽河蟹 0 .90 8>南流江蟹 0 .897>瓯江蟹和珠江蟹 0 .895>黄河蟹 0 .890 >长江蟹 0 .850 ;6群体间遗传距离及其UPGMA、NJ聚类分析进一步表明 ,南流江蟹、珠江蟹同长江蟹、辽河蟹及黄河蟹在基因组之间存在明显的歧化。     

团头鲂形态发育相关基因HoxB1b的克隆及功能研究

脊椎动物Hox族基因是一类重要的生长和发育调控基因,它编码具有螺旋—转角—螺旋结构的转录因子,能与下游靶基因特定区域结合并激活表达,从而调节脊椎动物胚胎发育过程中前后轴的形态建成。利用cDNA末端快速扩增法(RACE)克隆了团头鲂(Megalobrama amblycephala)HoxB1b基因的全长cDNA序列,并研究了该基因的表达模式。结果表明:(1)团头鲂HoxB1b基因cDNA全长为1 479 bp,其中包括一个编码306个氨基酸残基的921 bp阅读框,聚类分析结果表明,该基因与斑马鱼、红鳍东方鲀、青鳉的相似度分别为89%、45%、40%,在脊椎动物中具有一定的保守性;(2)RT-PCR分析结果显示,HoxB1b在团头鲂胚胎发育过程的各时期均有稳定表达,但在成熟卵中未检测到该基因的表达,表明该基因属非母源表达类型。进一步的整胚原位杂交结果显示,HoxB1b在团头鲂不同时期胚胎存在明显的空间表达差异,受精后20 h(20 hours post fertilization,20hpf)胚胎主要在后脑表达,受精后40 h(40hpf)胚胎除了在后脑表达外,在胸鳍也检测到表达;(3)HoxB1b基因在团头...     

团头鲂形态发育相关基因HoxB1b的克隆及功能研究

脊椎动物Hox族基因是一类重要的生长和发育调控基因,它编码具有螺旋—转角—螺旋结构的转录因子,能与下游靶基因特定区域结合并激活表达,从而调节脊椎动物胚胎发育过程中前后轴的形态建成。利用cDNA末端快速扩增法(RACE)克隆了团头鲂(Megalobrama amblycephala) HoxB1b基因的全长cDNA序列,并研究了该基因的表达模式。结果表明：（1）团头鲂HoxB1b基因cDNA全长为1 479 bp,其中包括一个编码306个氨基酸残基的921 bp阅读框,聚类分析结果表明,该基因与斑马鱼、红鳍东方鲀、青鳉的相似度分别为89%、45%、40%,在脊椎动物中具有一定的保守性;（2）RT-PCR分析结果显示,HoxB1b在团头鲂胚胎发育过程的各时期均有稳定表达,但在成熟卵中未检测到该基因的表达,表明该基因属非母源表达类型。进一步的整胚原位杂交结果显示,HoxB1b在团头鲂不同时期胚胎存在明显的空间表达差异,受精后20 h（20 hours post fertilization, 20hpf)胚胎主要在后脑表达,受精后40 h（40hpf)胚胎除了在后脑表达外,在胸鳍也检测到表达;（3）HoxB1b基因在团头鲂成鱼部分组织或器官中有表达,且在雌雄鱼中基因表达量有一定差别。综上所述,团头鲂HoxB1b基因的功能与胚胎前后轴上的后脑和胸鳍发育密切相关,并在团头鲂成鱼相关组织中具有重要生理功能。     

低氧胁迫对鱼类影响的研究进展

<正>溶解氧作为水环境中重要的环境因子,是鱼类健康生存的基础。适宜的溶解氧水平能够促进鱼类的生长,对鱼类的繁殖、捕食和运动等产生积极的影响^[1]。低氧胁迫不仅严重制约了鱼类的生长发育,而且会引起鱼类产生应激反应,导致代谢紊乱,严重时导致鱼体死亡^[2]。而经长期演化,鱼类已进化出一系列机制来应对低氧。低氧环境中,鱼类可以通过各种生理反应来抵抗溶解氧的不足,如降低机体能量的消耗、增强氧吸收的能力等,从而应对低氧胁迫^[3]。近年来有关低氧胁迫的研究受到广泛关注,笔者总结了低氧胁迫对鱼类影响的研究进展,为鱼类的健康养殖提供基础资料。     

团头鲂HoxB3a基因全长cDNA克隆及表达

Hox基因是脊椎动物一类重要的生长和发育调节基因,其所编码具螺旋-转角-螺旋结构的转录因子能与靶基因特定区域DNA结合,从而调节动物胚胎发育过程中体轴的形成和器官组织的生长.本研究采用cDNA末端快速扩增法(RACE)克隆了团头鲂HoxB3a的全长cDNA,并对团头鲂不同时期的胚胎和成鱼的不同组织进行了RT-PCR分析,以探索HoxB3a基因的时空表达特征.序列比对分析结果显示,团头鲂HoxB3a编码的氨基酸序列与斑马鱼(Danio rerio)、大西洋鲑(Salmo salar)、红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)、青鳉(Oryzias latipes)、条纹鲈(Morone saxatilis)、人(Homo sapiens)和小鼠(Mus musculus)的相似性分别为96%、85%、77%、76%、78%、66%和67%,同源性较高,这说明HoxB3a基因在长期的进化中具有较高保守性.RT-PCR结果表明,团头鲂HoxB3a基因从16 hpf(hours post fertilization)胚胎期到出苗期都有表达,在成鱼大部分器官或组织中具表达活性,预示该基因存在着重要的生物学功能.Hoxb3a基因全长cDNA的克隆、胚胎不同阶段表达及组织细胞表达特征研究,为进一步探索该基因的发育通路奠定了基础.     

福建官井洋海区大黄鱼的染色体核型分析

大黄鱼(PseudosciaenacroceaRichardson),属鲈形目、石首鱼科、黄鱼属,为暖温性集群洄游鱼类[1]。20世纪60年代,大黄鱼曾是我国四大渔业对象之一,但不合理的捕捞作业使大黄鱼资源受到严重的破坏。1985年,福建省大黄鱼人工繁育获得成功,随后大黄鱼人工网箱养殖在闽、浙、苏、鲁等地广泛开展[2,3]。成为我国海水鱼类养殖中规模最大的种类。但是,经过连续多代的人工繁殖和养殖,近亲交配和遗传变异导致的种质退化越来越明显,而有关大黄鱼种质资源的研究寥寥无几。迄今,仅极少量研究涉及大黄鱼的同工酶[4]、RAPD分析[5]及AFLP标记[6]。在…