半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis) CSFR2基因的重组表达及其蛋白纯化与功能分析

通过对半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)进行全基因组及转录组测序,预测了一个半滑舌鳎性别相关基因CSFR2,目前已对该基因进行了克隆和表达分析。为进一步研究CSFR2基因的功能,本研究从蛋白层面入手,构建了原核表达载体p ET-32a-CSFR2,转化到大肠杆菌E.coli进行诱导表达,用His Trap进行蛋白纯化,SDS-PAGE电泳检测诱导及纯化产物,并将表达纯化的CSFR2蛋白注射1龄半滑舌鳎精巢。由于CSFR2是一个性别相关基因,因此无法通过免疫反应来直接检测其蛋白活性,本研究通过不同时间点取样检测半滑舌鳎其他性别相关基因Cyp19a和Foxl2的表达量变化,来间接反应CSFR2蛋白的活性及功能。实验结果显示,重组蛋白能够进入到活体细胞内并发挥一定作用,在6–72 h内对性别相关基因Cyp19a和Foxl2的表达有上调作用,说明CSFR2蛋白具有生物活性,并能调节其他性别相关基因的表达量,间接促进雄激素转化为雌激素。本研究进一步了解CSFR2基因在半滑舌鳎性别决定与分化中的作用,可为半滑舌鳎性别控制提供理论依据,在人工诱导鱼类性逆转方面有重要应用价值。此外,本研究为蛋白活性验证提供了一种新方法。     

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)雌性特异基因CSW3重组蛋白的表达与应用

CSW3基因序列来源于半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)全基因组测序项目,是经过筛选得到的雌性特异候选基因之一。本研究探索了半滑舌鳎雌性相关基因CSW3的表达与应用,构建了半滑舌鳎雌性特异CSW3基因重组表达载体,通过大肠杆菌进行了体外重组表达,对基因表达产物进行分离纯化,并通过蛋白转染的方法研究了纯化的蛋白对几个性别相关基因的影响。结果显示,雌性特异CSW3重组蛋白注射鱼体后对半滑舌鳎性腺foxl2、sox9a、amh这3种性别相关基因的表达水平具有显著影响,能够引起雌性相关基因foxl2表达上调、雄性相关基因sox9a和amh表达下降。从蛋白水平对雌性相关基因CSW3的基因功能进行初步研究,为半滑舌鳎性别控制及全雌苗育种提供基因资源及技术方法。     

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis) miR-223的表达特征及免疫应答分析

microRNA(miRNA)是一类内源性、长度约为22个核苷酸的非编码小单链RNA分子,由具有发夹结构的70?90个碱基的单链RNA前体经过Dicer酶加工而成。本研究使用荧光实时定量PCR (Quantitative Real-Time PCR, qRT-PCR)方法,研究了miRNA-223(miR-223)在半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)各健康组织、鳗弧菌(Vibrio anguillarum)感染后各时间点的免疫组织以及不同病原类似物刺激后头肾细胞中的表达模式。结果显示,miR-223在半滑舌鳎各组织中均有表达,在头肾中表达量最高,在脑和血液中的表达量极低。鳗弧菌感染3组样品4种免疫组织,miR-223表达变化显著,感染后20 h内,鳗弧菌诱导miR-223上调表达。鳗弧菌感染后半滑舌鳎免疫组织miR-223表达变化规律显示,鳗弧菌感染2、6、12、24、48、72、96和168 h后,miR-223在肝、肠、脾、头肾4种组织中出现差异表达。其中,miR-223在半滑舌鳎肝、脾、头肾中表达上调,在肠中表达下调。用LPS、poly I:C、PGN、RGNNV感染半滑舌鳎头肾细胞后,发现经LPS、RGNNV诱导后miR-223上调表达,poly I:C、PGN诱导后miR-223下调表达。研究结果表明,miR-223参与了半滑舌鳎免疫应答过程。本研究结果有助于了解miRNA在半滑舌鳎对病原刺激免疫应答过程中的作用以及半滑舌鳎与病原相互作用中miRNA参与调控的机制。     

半滑舌鰨养殖群体雌雄比例与自然性逆转率

利用半滑舌鳎（Cynoglossus semilaevis Günther）性别连锁微卫星标记scaffold1128₃43和性腺组织切片的方法,研究半滑舌鳎8个普通家系和养殖场雄性亲鱼遗传性别与性逆转情况。首先,8个普通家系（28、30、38、39、40、44、57、69）遗传性别检测结果显示,遗传雌性比例最低为39家系（37.93%）,最高为38家系和40家系（55.00%）。对其中4个家系（28、39、44、57）的两次遗传性别比例检测结果对比发现,家系间遗传雌性比例存在差异。其次,对4个家系（28、39、44、57）和养殖场雄性亲鱼的遗传与表型性别鉴定结果表明,不同家系表型雌鱼比例为18.75%⁴6.88%,低于各家系的遗传雌性比例,不同家系间自然性逆转率存在显著性差异（P<0.05）。研究还发现,繁育场所用的普通雄性亲鱼中平均有28.42%的伪雄鱼。本研究结果表明,自然性逆转现象在半滑舌鳎养殖群体中普遍存在,半滑舌鳎不同家系的表型雌鱼比例存在显著差异,这为培育半滑舌鳎高雌性苗种提供了理论依据。     

半滑舌鳎HIRA基因部分cDNA序列克隆及表达分析

为研究HIRA基因在半滑舌鳎胚胎发育中的作用及其组织差异表达,以半滑舌鳎为研究对象,采用同源克隆策略从其精巢中分离了长度为764bp的HIRA部分cDNA序列,该片段编码254个氨基酸,具有5个wD结构域。对氨基酸进行比较发现,半滑舌鳎HIRA与比较物种的氨基酸序列具有很高的同源性,与红鳍东方纯亲缘关系最近。实时定量PCR分析发现,HIRA mRNA在多细胞期到原肠胚期的表达量较高,表明HIRA对胚胎发育起重要作用;HIRA在不同组织中表达差异显著,其中在性腺中表达最高,推测HIRA在维持性腺的功能方面有一定作用。     

斑点叉尾鮰TLR20和TLR21基因在不同细菌和病毒 感染后的表达特征

应用实时荧光定量PCR技术,检测了TLR20和TLR21基因在斑点叉尾鲴Ictalurus punctatus感染迟钝爱德华氏菌Edwardsiella tarda、链球菌Streptococcus iniae、嗜水气单胞菌Aeromonas hydrophila和斑点又尾鲴呼肠孤病毒（Channel Catfish Hemorrhage Reovirus,CCRV）后,在0、12、24、48、72h、7d,肝脏、头肾、脾脏、肠中的时空表达特征。结果显示,4种病原均能引起斑点叉尾鲴TLR20、TLR21基因在所测免疫相关组织中表达量的变化,但呈现出不同的表达模式：感染嗜水气单胞菌后这两种基因的表达差异巨大,而TLR21基因的表达变化不大,在肝脏和头肾中表达量仅在3倍以内变化。感染爱德华氏茵后,TLR20、TLR21两种基因的表达模式类似,在肝脏中表达量显著上调。链球菌引起肝脏TLR20表达量发生4360倍的变化,远远高于TLR21基因在同组织中的表达量（257．8倍）。斑点叉尾鲴呼肠孤病毒感染引起TLR20、TLR21两种基因在肝脏、头肾的上调表达,肠、脾脏的下调表达。以上结果表明了TLR20、TLR21在斑点叉尾鲴天然免疫应答中起重要作用,为研究鱼类疾病防御机制提供了理论参考。     

不同牙鲆群体遗传力和育种值分析

以牙鲆(Paralichthys olivaceus)抗病群体(RS)、RS(♂)与从日本引进的日本群体(♀)交配建立的群体(RJ)、日本群体(♂)与RS(♀)交配建立的群体(JR)、以及韩国群体(KS)为基础群体, 通过随机交配建立牙鲆家系, 研究了4个群体作为亲本的育种性能。待所建立的家系生长至19月龄左右时, 测量家系生长性状, 包括全长和体质量, 测量所得数据用SPSS及DMU软件中的REML算法和BLUP方法进行分析。结果显示, 从表型参数可以看出KS(♂)×RJ(♀)杂交后代表现出明显的生长优势。19月龄牙鲆全长和体质量的遗传力分别为0.301、0.295, 都属于中等遗传力。因此, 牙鲆群体具有较好的遗传改良潜力。全长、体质量育种值与其表型值的相关系数分别为0.838和0.827, 且呈极显著相关(P<0.01), 表明个体育种值的预测结果具有较高的准确性。对父母本分别进行育种值比较可知, 父本中KS的育种值最高, 母本中RJ的育种值最高, 因此选用KS(♂)和RJ(♀)杂交可培育出生长迅速的牙鲆新品种。本研究通过比较4个资源群体牙鲆生长性状的育种性能, 并以此作为筛选优良亲本群体的重要依据, 旨在为牙鲆新品种的成功选育奠定理论基础, 同时为牙鲆的进一步遗传改良提供重要的科学依据。

     

半滑舌鳎含sox9基因BAC克隆的筛选及BAC-FISH定位

以本实验室构建的半滑舌鳎BAC文库为基础,通过对其进行有序混合,构建了两步PCR筛选体系;对性别决定相关的sox9基因的序列设计特异性引物,筛选获得阳性单一BAC克隆。利用BAC-FISH技术将包含sox9基因的BAC克隆定位在半滑舌鳎染色体上。结果显示,sox9基因在雌、雄半滑舌鳎的一对常染色体的长臂上分别存在两个杂交信号位点,信号稳定且特异。研究证实了该文库筛选体系的有效性;首次实现了对性别相关的sox9基因在半滑舌鳎染色体上的定位,其结果为揭示sox9基因参与鱼类性别控制的机制提供了重要基础。     

半滑舌鳎StAR基因克隆及其在不同组织的时空表达分析

利用半滑舌鳎性腺转录组测序获得的StAR基因部分序列,设计RACE引物,克隆了半滑舌鳎StAR基因的cDNA序列,全长为1 294 bp,5'端UTR为132 bp,3'端UTR为310 bp,开放阅读框(ORF)为852 bp,共编码283个氨基酸。将半滑舌鳎StAR基因与其他物种StAR基因进行氨基酸同源性分析,结果显示,半滑舌鳎StAR与塞内加尔鳎、大口黑鲈、花鲈、金头鲷的同源性都达到了85%,与虹鳟、斜带石斑鱼及日本鳗鲡的同源性分别为81%、83%和76%。雌、雄鱼不同组织StAR基因的表达分析表明,StAR基因在雄鱼性腺中高表达,在雄鱼的肝脏、脑及心脏中表达量较低,而在雄鱼的其他组织中不表达;在雌鱼肠中不表达,在其他组织(卵巢、肝脏、脾脏、脑、垂体、肌肉、心脏、肾脏)中微量表达。荧光定量PCR分析不同组织与不同时期性腺表达谱表明,雄鱼性腺中StAR基因的表达量显著高于雌、雄鱼其他各组织(P0.05),提示StAR基因对雄鱼精巢发育起重要作用。雄鱼不同时期表达谱分析结果显示,StAR基因在66天前的精巢中不表达,在150天时表达量急剧增加,至2龄时表达量最高,3龄时表达量下降,说明该基因在精巢发育成熟过程中起重要作用。原位杂交结果显示,StAR基因主要在雄鱼精巢的精子细胞中表达,而在雌鱼的卵巢中不表达。研究表明,StAR基因在半滑舌鳎精巢发育中发挥作用,且可能在精子形成中发挥重要作用。     

显微注射技术在制备鱼类嵌合体和转基因海水鱼上的应用

以鱼类胚胎细胞和胚胎干细胞为核供体进行细胞移植构建鱼类嵌合体研究方面,现有的成功报道均采用显微注射方法;在转基因海水鱼类研究中,显微注射也是最为常用的技术,本实验室在花鲈胚胎干细胞嵌合体构建和外源基因向花鲈胚胎的转移研究中取得的结果也充分证实,显微注射技术是开展海水鱼类细胞移植和转基因研究的首选技术。