鱼类基因组研究十年回顾与展望

本文回顾了我国鱼类基因组研究从无到有、从小到大的十年发展历程。分别介绍了我国在鱼类BAC文库构建、高密度遗传连锁图谱构建与QTL定位、全基因组测序和精细图谱绘制、基因组选择育种和基因组编辑等方面取得的重要进展和成果。结合国际上鱼类基因组研究进展,通过分析、比较指出,从2008—2013年,我国鱼类基因组研究在国际上处于全面跟跑状态,从2014—2018年,我国水产科学家奋起直追,加快鱼类基因组研究步伐,在短短5年内,在国际顶级刊物Nature Genetics、Nature上相继发表了半滑舌鳎、鲤、草鱼、牙鲆和海马等养殖鱼类的基因组精细图谱,使我国鱼类基因组研究在国际上从全面跟跑进入跟跑、并跑、领跑并存状态,特别是在个别方向和少数种类上实现了领跑。同时,指出了我国现阶段鱼类基因组研究与应用方面存在的不足和问题,并展望了我国鱼类基因组研究今后的发展方向和前景。     

低氧对鲂鲌杂交种F3鳃结构及生理生化的影响

向常氧[溶解氧质量浓度(7.19±0.23) mg/L]水中充入氮气或空气对鲂鲌杂交种(团头鲂♀×翘嘴鲌♂)F₃进行低氧[溶解氧质量浓度(1.04±0.12) mg/L]及复氧[溶解氧质量浓度(7.16±0.20) mg/L]处理，取常氧、低氧12 h、低氧24 h、低氧72 h及复氧24 h的鲂鲌杂交种F₃鳃组织，并利用苏木精-伊红染色、阿利新蓝-过碘酸染色、抗氧化酶活性测定、荧光定量PCR等技术，探究鲂鲌杂交种F₃鳃组织对低氧的适应性。试验结果显示：低氧处理72 h后，鲂鲌杂交种F₃的鳃组织层间细胞团宽度和鳃小片长度分别为(42.42±4.76)μm、(109.09±8.96)μm,鳃组织与水的接触面积较常氧显著增加；低氧胁迫显著降低了鲂鲌杂交种F₃鳃组织黏液细胞的密度，鳃组织分泌黏液减少；低氧胁迫下，鲂鲌杂交种F₃鳃组织的超氧化物歧化酶活性、丙二醛含量在处理72 h时最大，过氧化氢酶的活性在处理24 h时活性最大；低氧胁迫显著改变了鳃组织中caspa...     

半滑舌鳎抗哈维氏弧菌病相关微卫星标记筛选及QTL定位

为了筛选出与抗哈维氏弧菌病相关的微卫星标记并进行QTL定位,以2014年感染实验中存活率为52.22%的半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)家系F1412(Family+年份+家系号)为材料,采用混合分离子分析法(bulked segregant analysis,BSA)对169个微卫星标记(SSR)进行筛选,得到1个可能与哈维氏弧菌病相关的微卫星标记scaffold479_23523。用scaffold479_23523所在的连锁群LG18上的37个SSR对94尾抗病、感病个体进行基因分型,得到3个图谱:整合图谱(LG18)、雌性图谱(LG18F)和雄性图谱(LG18M),并用两种不同的模式进行单标记分析和QTL定位。模式一得到3个显著性相关标记(P0.05)和1个极显著性相关标记(P0.01),图谱LG18F定位出一个区间qE-F1;模式二得到4个显著相关标记(P0.05)和1个极显著相关标记(P0.01),图谱LG18M定位出两个区间qE-M1、qE-M2。在全基因组序列的分布范围上,区间qE-F1包含了qE-M1及qE-M2,因此qE-F1更可能与抗病性状相关。本研究开发出了抗哈维氏弧菌病性状相关微卫星标记及QTL区间,为抗病新品种的培育奠定了基础。     

星斑川鲽雌核发育二倍体、单倍体与普通二倍体及杂交胚胎发育的比较

通过紫外线(UV)对冷冻的鲈(Lateolabrax japonicus)精子进行灭活,利用冷休克和压力休克方法诱导星斑川鲽(Platichthys stellatus)雌核发育二倍体,同时利用灭活鲈精子制备单倍体胚胎,未灭活鲈精子受精制备杂交胚胎,星斑川鲽精子受精制备正常发育胚胎。对以上几种胚胎发育时序、发育生物学特征进行了观察比较。结果表明,卵裂期单倍体、杂交二倍体和雌核发育二倍体胚胎发育速度与普通二倍体胚胎没有明显差异,从低囊胚期开始各实验组胚胎发育速度均慢于普通二倍体胚胎;杂交胚胎在胚体形成期基本死亡,单倍体胚胎在尾芽期停止发育死亡,均不能正常孵出。雌核发育二倍体与普通二倍体具有相似的发育时序,普通二倍体100 h 10 min孵化出膜,而雌核发育二倍体104 h 50 min孵化出膜。雌核发育胚体畸形率(53.59±0.36)%,孵化率(0.11±0.01)%;普通二倍体胚体畸形率(35.11±6.19)%,孵化率(58.01±5.30)%;与普通二倍体相比,雌核发育二倍体胚体畸形率高,孵化率低,但孵化鱼苗能够正常发育,获得了雌核发育群体。本研究为星斑川鲽雌核发育提供了技术方法,同时为单倍体、杂交和雌核发育胚胎的发育生物学研究提供了细胞生物学证据。     

新时代全景式智慧养老模式研究

在新时代老龄化社会，现有养老模式不能满足老人对养老品质的追求，养老模式创新是亟须解决的现实问题。安徽乐庭健康养老产业有限责任公司探索和推行的全景式智慧养老模式，其系统架构包括智慧社区养老服务、智慧居家养老服务、嵌入式智慧养老服务和家庭养护院智慧养老服务四个子系统，能够覆盖各类服务对象的养老场景。全景式智慧养老模式人性化的服务体验、精准化的服务项目和高效化的服务速度充分弥补了现有养老模式的弊端，但其发展面临需求、成本和人才困境。因此需要提出解决思路，不断创新养老模式，满足老人的多元化、个性化的需求。     

半滑舌鳎Dmrt3基因cDNA片段的克隆与表达分析

同源克隆了半滑舌鳎Dmrt3基因的部分cDNA片段,片段长度为228 bp,NJ系统发育树显示,半滑舌鳎Dmrt3基因cDNA片段与红鳍东方鲀、青鳉以及斑马鱼的Dmrt3基因cDNA片段同源性最高,首先聚为一支。实时定量分析了Dmrt3基因在半滑舌鳎雌性和雄性个体的各组织中的表达情况,以及在高温处理和甲基睾酮处理组的雌性、雄性和伪雄鱼的性腺组织中的表达。Dmrt3基因在雌性和雄性的脑、垂体、性腺、肝脏、脾脏、心脏、肾脏7个组织中都有表达,但是表达量有差异,在精巢中的相对表达量高,Dmrt3基因在精巢的表达与其它组织中的表达差异极显著(P<0.01),而在卵巢中的表达很微弱,结果预示Dmrt3基因可能在雄性的性腺发育过程中起着重要的作用。高温处理组的雌性、雄性和伪雄鱼的性腺组织之间Dmrt3的表达无显著差异(P>0.05),但都极显著低于对照组的雄鱼(P<0.01)。高温处理组的伪雄鱼与对照组雌鱼性腺中Dmrt3的表达表达无显著差异(P>0.05)。甲基睾酮处理组的雄鱼和伪雄鱼性腺中Dmrt3的表达都显著高于对照组雄性(P<0.01)。从孵化后43 d到5月龄,Dmrt3的相对表达量很低,7月龄时表达量显著升高,9月龄时达到最高峰,12月龄时表达量下降,这也预示Dmrt3基因在半滑舌鳎性腺的发育过程中起重要作用,可能是促进生殖细胞发育的重要转录因子。     

花鲈冷冻精子诱导漠斑牙鲆雌核发育

采用紫外线(UV)对冻存的花鲈精子进行照射使其遗传物质失活,作为异源精子诱导源,与漠斑牙鲆卵子进行“授精”,可以诱导漠斑牙鲆卵进行雌核发育。结合静水压处理,抑制第二极体排出,成功获得了漠斑牙鲆雌核发育二倍体鱼苗。实验表明,同源精子和异源精子均可在紫外线照射遗传失活后诱导漠斑牙鲆卵雌核发育,经实验筛选出异源精子诱导漠斑牙鲆雌核发育的最佳条件为花鲈冻存精子采用80 mJ/cm²的紫外线照射,然后与漠斑牙鲆卵子进行授精,培育水温18 ℃条件下,受精后4~5 min,施以65 MPa的静水压休克处理6 min,可有效诱导漠斑牙鲆卵的雌核发育。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。本文首次报道了采用异源冷冻精子诱导漠斑牙鲆鱼卵进行雌核发育的技术方法,为漠斑牙鲆性别控制和遗传改良提供了技术手段。     

大菱鲆胰岛素样生长因子-I成熟肽的克隆、重组表达及活性分析

通过RT-PCR方法从大菱鲆肝组织克隆了胰岛素样生长因子-I(IGF-I)成熟肽片段,分析表明,此成熟肽由70个氨基酸残基组成,含有3个链内二硫键。将扩增片段克隆到原核表达载体pGEX-4T-1上,实现了IGF-I成熟肽和GST蛋白在Escherichia coli BL21(DE3)plysS中的融合表达。融合蛋白分子量约为34ku,诱导4h时占菌体总蛋白的59%,主要以包涵体形式存在。Western-blotting免疫印迹表明,融合蛋白可以特异性地被anti-GST抗体识别。包涵体经6mol/L盐酸胍变性溶解及脉冲法稀释复性后,通过GSTrapFF亲和预装柱纯化,获得了电泳分析纯的融合蛋白。以细胞增殖实验检测蛋白生物活性,结果显示,纯化蛋白能促进大菱鲆肾脏细胞的增殖。     

紫外灭活的异源和同源精子诱导的半滑舌鳎单倍体胚胎发育过程比较

为探讨在雌核发育研究中紫外灭活的异源精子的细胞质等是否对“受精”卵的发育产生影响，本文对紫外灭活的异源和同源精子诱导的半滑舌鳎单倍体胚胎发育过程进行了比较研究。结果显示，在胚盘形成期、二细胞期、多细胞期和囊胚期，异源和同源精子诱导的半滑舌鳎单倍体胚胎发育时序及形态无显著差异。之后，灭活的异源精子诱导的单倍体胚胎发育速度比同源精子诱导的单倍体胚胎要慢，至受精后18h 48min已慢1个发育时期，说明在发育前期，异源精子诱导的单倍体胚胎发育阻力更大。肌节期后，同源精子诱导的半滑舌鳎单倍体胚胎发育也严重受阻，与异源精子诱导的单倍体胚胎发育速度无显著差异；且单倍体胚胎陆续大量死亡，但异源精子诱导的单倍体胚胎死亡率明显要大于同源精子诱导的单倍体胚胎。异源和同源精子诱导的单倍体胚胎孵出的仔鱼均表现有单倍体综合症，外形基本一致。为确保紫外线处理将精子完全灭活，当紫外灭活的异源和同源精子诱导的半滑舌鳎单倍体胚胎发育至原肠后期时，各取30粒用倍性分析仪检测其倍性，结果显示全为单倍体。     

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。