半滑舌鳎白细胞介素12的p35a和p40c亚基在哈维氏弧菌感染下的表达和调控分析

本研究以海水养殖鱼类半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)为研究对象,克隆了白细胞介素12 (IL-12)的p35a亚基和p40c亚基的基因编码区序列,编码区长度分别为651 bp和984 bp。系统进化树分析显示,半滑舌鳎的p35a和p40c分别与其他鱼类对应的基因聚为一支。氨基酸同源性分析显示,p35a与红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)相似性最高,p40c与三棘刺鱼(Gasterosteus aculeatus)相似性最高,分别为52.04%和48.67%。组织表达分析显示,p35a在鳃、脑、心和卵巢中表达量较高,p40c在肝、脾、鳃和心中表达量较高。通过哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)感染实验,分析了半滑舌鳎p35a、p40c及其相关基因(ifn-γ和il-10)在哈维氏弧菌感染过程中的表达模式,p35a在脾中,48 h表达显著上升(P<0.05),之后表达逐渐下降;在肝和肠中,72 h表达显著上升。p40c在脾、肝中,6 h表达显著上升;在肾中,48 h产生上调;在肠中,6 h开始上调,并在48 h上升至最高点。ifn-γ在肝和肠中,均在p35a表达上调之前显著升高,在脾中晚于p35a上调表达;il-10在肝、脾、肾、肠中表达趋势中均与p40c的表达趋势相反。将半滑舌鳎淋巴细胞过表达p35a和p40c基因后,检测了受不同浓度脂多糖(LPS)刺激后干扰素(ifn-γ)、肿瘤坏死因子(tnf-α和tnf-β)等免疫相关细胞因子的表达变化。结果显示,p35a、p40c能够显著提高tnf-α在LPS刺激下的表达水平。上述结果表明,IL-12的p35a亚基和p40c亚基能够响应哈维氏弧菌对半滑舌鳎的刺激,过表达p35a、p40c能够通过诱导tnf-α基因的表达来参与机体的免疫应答。研究结果可为IL-12作为半滑舌鳎抗哈维氏弧菌疫苗佐剂的开发提供理论基础。     

半滑舌鳎hsd11b1l和hsd11b2基因的克隆及其温度响应的表达规律

皮质醇在鱼类应对外界环境压力的过程中起到重要调控作用,而hsd11b1l和hsd11b2具有调节体内皮质醇浓度的重要功能。本研究克隆了半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis) hsd11b1l和hsd11b2基因的cDNA全长序列,分析了其序列特征,研究了其时空表达特征及温度响应的表达规律。结果显示,hsd11b1l cDNA全长为1650 bp,开放性阅读框长度为864 bp,编码287个氨基酸;hsd11b2 cDNA全长为4526 bp,开放性阅读框长度为1209 bp,编码402个氨基酸。半滑舌鳎不同组织和性腺发育时期的表达分析结果显示,hsd11b1l在肝脏中表达量最高,在卵巢的表达量是精巢的2倍,且在6月龄和3龄鱼的卵巢中呈现较高表达;而hsd11b2主要在精巢中表达,在6月龄鱼的精巢中表达量最高,随后表达量急剧降低,在卵巢中各个时期几乎不表达。半滑舌鳎温度响应的表达结果显示,高温(28℃)处理2个月后,与正常温度(22℃)对照组相比,hsd11b1l和hsd11b2在雄鱼中的表达量均显著降低(P<0.05);高温短期应激48 h,hsd11b1l表达在雌鱼和雄鱼中均显著降低,hsd11b2表达仅在雄鱼中有显著下调(P<0.05)。本研究探讨了hsd11b1l和hsd11b2基因在半滑舌鳎性别分化过程中的表达规律,为研究环境温度与半滑舌鳎性别分化之间的关系奠定了基础。     

半滑舌鳎养殖群体和减数分裂雌核发育群体的微卫星标记遗传多样性分析

利用24对微卫星分子标记对半滑舌鳎Cynoglossus semilaevis的养殖群体和减数分裂雌核发育群体进行遗传多样性分析。结果表明,两个半滑舌鳎群体平均等位基因数分别为7.0和4.8,平均有效等位基因数分别为3.935和2.411,平均观测杂合度(HO)分别为0.713 5和0.586 5,养殖群体的遗传多样性明显高于减数分裂雌核发育群体。有1个位点在养殖群体中偏离哈代-温伯格平衡,13个位点在减数分裂雌核发育群体中偏离哈代-温伯格平衡。群体间基因分化系数(GST)为0.093 6,遗传距离为0.420 0,表明两群体间遗传分化显著。     

半滑舌鳎trim36基因cDNA克隆及表达分析

三重基序蛋白(the tripartite motif-containing protein,TRIM)家族是一类结构保守、进化快速的E3泛素蛋白连接酶,参与诸多重要的生命过程.TRIM36是TRIM家族的一员,trim36编码E3泛素蛋白连接酶.本研究在已完成的半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)全基因组测序及转录组测序的基础上,利用RACE技术克隆得到半滑舌鳎trim36基因(GenBank登录号:KU244470),序列全长为2 899 bp,其中ORF为2 214 bp,编码737个氨基酸,5’非翻译区(untranslated regions,UTR)为289 bp,3'UTR为396 bp.生物信息学分析显示,半滑舌鳎TRIM36蛋白包含1个锌指结构,2个B-BOX类型锌指蛋白结构域(B-Box-typezinc finger,BBOX),1个卷曲螺旋结构,1个羧基末端的纤连蛋白Ⅲ(fibronectin typeⅢ,FN3)结构域和1个双特异性蛋白激酶spla和兰尼碱受体(spla kinase and ryanodine receptor,SPRY)结构域.此外,在不同脊椎动物中,trim36基因与其邻近的基因具有保守的共线性关系.半定量RT-PCR及qRT-PCR结果显示,在半滑舌鳎不同组织中,trim36基因表达存在差异.trim36在卵巢中表达量最高,其次为雌、雄鱼的脑中;不同发育时期中,trim36基因在120日龄半滑舌鳎性腺中开始表达,且卵巢表达量显著高于精巢(P＜0.05).原位杂交结果显示,trim36基因杂交信号主要出现在Ⅰ期和Ⅱ期卵母细胞.trim36时空表达特征表明,其在卵巢腔的形成及Ⅰ期、Ⅱ期卵母细胞的形成中起重要作用.结果表明,trim36在性别发生方面有一定的作用,这为进一步研究鱼类ttim36基因功能及TRIM家族基因功能提供线索和参考.     

脊椎动物性别决定基因与性染色体演化机制

性别决定是一个可塑的生物发育过程,一直以来都是进化生物学和发育生物学的研究热点。在脊椎动物中,性别决定的机制主要包括遗传性别决定(GSD)和环境性别决定(ESD)。GSD一般都是由位于性染色体上的决定基因启动一系列性别相关基因参与的级联信号通路,从而诱导原始生殖性腺发育成精巢(卵巢)的过程。尽管性别调控信号通路下游的基因在脊椎动物中是相对保守的,但是处于级联信号通路最上游的性别决定基因可能是不稳定的。截止目前,在脊椎动物中,已经发现了5个性别决定基因(SRY、DMRT1、DMY、DMW和AMHY)。本文综述了脊椎动物性别决定基因的研究进展,分析了高等脊椎动物和低等脊椎动物性别决定基因保守性的差异,推测这种差异可能是由于性染色体是否分化造成的,进而提出性别决定基因和性染色体演化关系的模型。     

半滑舌鳎性别特异微卫星标记的SCAR转化及其应用

半滑舌鳎(Cynoglossus semiliaevis)性别控制与全雌育种相关研究需要一种快速、准确的性别特异分子标记。本研究通过对半滑舌鳎共显性性别特异微卫星标记筛选,得到Z、W染色体同源片段相差35bp的位点,对其进行克隆和测序,针对所得测序结果,重新设计引物进行序列特异扩增区间(sequence characterized amplified region,SCAR)转化,增大35 bp差异片段在扩增片段中的所占比例;并摸索得到4%琼脂糖凝胶,150 V,25 min为最适电泳条件,所得SCAR标记可在雌性个体中扩增出169和134 bp两种DNA条带,雄性个体中扩增出169 bp DNA条带,超雌个体中扩增出134 bp DNA条带;将其应用于生产实践中,对半滑舌鳎生理雄性亲鱼576尾进行快速检测,在保证存活的前提下,剔除了亲鱼中的100尾伪雄鱼,有助于提高后代的雌性比例。本研究所得半滑舌鳎性别特异SCAR标记,可用于实验室对半滑舌鳎雌性、雄性和超雌个体遗传性别的准确测定和养殖场简易环境下养殖亲鱼雄鱼中伪雄个体的快速检测。     

半滑舌鳎Shh基因的克隆与表达及甲基化分析

通过RACE方法获得半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)Hh基因家族的Shh基因,该基因全长1 922 bp,其中5′UTR 266 bp,3′UTR 360 bp,ORF1 296 bp,编码431个氨基酸,经预测该多肽的相对分子质量为47.28 k D,理论等电点6.95,具有Hh基因家族特有的保守结构域。氨基酸序列分析表明,半滑舌鳎Shh与牙鲆的同源性最高,为82%,与其他鱼类同源性为74%~81%,与非洲爪蟾的同源性为61%,与人和鼠的同源性为63%~64%。甲基化结果显示,Shh基因在1龄卵巢中的甲基化程度普遍低于雄鱼与伪雄鱼精巢。基因表达分析显示,Shh基因在胚胎期的囊胚期表达显著高于其它时期(P0.05),在雌雄成鱼8个组织器官均表达,在雌性性腺分化的关键期孵化后50 d,雌性性腺中表达量较前期升高,且显著高于同时期雄性性腺中的表达(P0.05),在雄性性腺分化的关键期80~95 d,Shh基因在雄性中的表达水平显著升高(P0.05),在8月龄、1龄及2龄雌鱼性腺中表达显著高于雄鱼与伪雄鱼。本研究表明,半滑舌鳎Shh基因在进化中高度保守,与胚胎分化、组织器官形成、雌雄性腺分化及性腺发育密切相关。     

异源精子诱导犬齿牙鲆雌核发育

用冷冻保存的花鲈精子作为异源精子,采用紫外线（UV）对精子进行照射使其遗传物质失活,然后与卵子进行“授精”,可以刺激犬齿牙鲆鱼卵进行雌核发育,在受精后一定时间采用冷休克处理“授精”卵,抑制第二极体排出成功获得了犬齿牙鲆雌核发育二倍体鱼苗。实验表明：犬齿牙鲆同源精子经80 mJ/cm² 的紫外线照射可以完全失活,冻存花鲈精子经紫外线照射后也同样具有诱导犬齿牙鲆雌核发育的能力。无论同源精子还是异源精子,最佳诱导条件为在18 ℃条件下,精子经80 mJ/cm²的紫外线照射,受精后4~5 min将受精卵放在3 ℃海水中进行冷休克处理,持续时间为45 min,同源精子和异源精子二倍体诱导分别为32.66%±7.03%和28.00%±6.48%。采用形态学、流式细胞仪DNA含量分析和微卫星标记技术对雌核发育鱼苗进行了分析,证明了雌核发育鱼苗为雌核发育二倍体。