低氧对甲壳动物的影响及其分子调控研究进展

氧是众多生物赖以生存的首要条件，动物处于低氧环境时，机体的生化反应和生理功能也会相应发生改变，严重时可引起一系列机体损伤甚至死亡。低氧胁迫下的应激机制是涉及多基因参与的复杂的生理调控过程，与哺乳动物相比，甲壳动物的低氧应激与分子适应机制尚不明晰。本文分析了低氧胁迫产生原因，并从生理层面阐述了甲壳动物对低氧胁迫的应激反应和生理适应策略、以及低氧对甲壳动物的行为、存活、抗氧化能力和代谢的影响，又从HIF-1信号通路、AMPK信号通路以及细胞凋亡通路阐述了甲壳动物对低氧环境胁迫的分子响应机制。本文在总结低氧信号传导及其调控通路研究进展的基础上，提出了低氧胁迫对甲壳动物影响的预防和调控手段，包括选育耐低氧新品种和营养调控手段，以期为人们更深入地理解甲壳动物低氧应激和分子适应机制提供理论参考。     

克氏原螯虾自噬相关基因PcAtg2的克隆及其在白斑综合征病毒胁迫下的表达分析

为了解自噬相关基因Atg2在克氏原螯虾(Procambarus clarkia)先天免疫中的作用，本研究克隆了克氏原螯虾Atg2 (PcAtg2)基因全长序列。生物信息学分析显示，PcAtg2蛋白编码序列全长为9 966 bp，推测其编码2 189个氨基酸。组织定量表达分布显示，PcAtg2在克氏原螯虾的各个组织中均有表达，其中在肝胰腺中表达最高，在眼柄中表达最低。在白斑综合征病毒(WSSV)感染实验中，PcAtg2基因表达量在不同组织中均呈现显著上调趋势。RNA干扰(RNAi)实验显示，PcAtg2基因沉默后，WSSV在克氏原螯虾体内的增殖明显被抑制，同时，自噬相关基因的表达量上调。透射电镜分析结果显示，在WSSV感染后，PcAtg2基因沉默组中克氏原螯虾肝胰腺组织中的自噬小体多于对照组。本研究结果可为了解克氏原螯虾应对WSSV胁迫下的调控机制提供理论参考。     

克氏原螯虾细胞色素c基因通过调节凋亡途径抑制WSSV感染

细胞凋亡是由一系列相关基因严格调控的细胞程序性死亡，在抵御病原入侵、维持机体内环境稳态等方面有着重要意义。其中细胞色素c从线粒体释放到细胞质中是凋亡开始的关键一步。本研究利用RACE技术首次克隆获得了克氏原螯虾(Procambarus clarkii)细胞色素c基因(PcCytc)，全长为897 bp，包括163 bp的5′-UTR、419 bp的3′-UTR和315 bp的开放阅读框，编码104个氨基酸。定量PCR检测结果显示，PcCytc基因在克氏原螯虾的各组织中均有表达，其中在鳃、肠道和肌肉中表达高，在胃中表达最低。WSSV感染实验显示，在病毒感染后PcCytc在肝胰腺、肠道和肌肉组织中的表达水平均出现上调，并在24 h达最高值，约是此时PBS组表达量的2.65、2.07和2.20倍，均存在极显著性差异(P<0.01)。PcCytc基因干扰后，克氏原螯虾体内WSSV病毒拷贝数显著增加(P<0.05)，表明PcCytc能够抑制WSSV在克氏原螯虾体内的复制，延迟感染；同时，凋亡相关基因bcl-2、bax和caspase-3的表达均发生显著上调或下调(P<0.05)。本研究表明，PcCytc可通过调节凋亡途径抑制WSSV感染，为克氏原螯虾对WSSV感染的免疫反应提供了新的见解。