草鱼肠系膜脂肪组织高质量总RNA提取方法的研究

基于传统的酸性酚—异硫氰酸胍—氯仿一步提取法,比较分析多种优化操作步骤,摸索出一种高质量提取体质量为80~150 g草鱼肠系膜脂肪组织总RNA的改良方法。试验结果显示,相较于肝脏、脾脏、肠道等脏器组织,草鱼肠系膜脂肪组织RNA丰度低,且极易在样品前处理阶段出现顽固性降解问题。探索发现,将取样量增至约30 mg,可提升RNA产量以满足常规试验需求。针对降解难题,改良常规的样品前处理技术流程,采用鲜样液氮速冻,冻样直接放入TRIzol试剂中裂解,并即刻进行长时间机械匀浆,时长约3 min等核心操作步骤,可显著降低脂肪组织样品RNA的降解。Agilent生物分析仪检测结果显示,改良方法提取的草鱼肠系膜脂肪组织RNA完整度高,关键RIN值为8.7~9.0。研究推测,长时间机械匀浆所形成的持续剪切冲击力或许有助于TRIzol试剂中的异硫氰酸胍等成分突破油滴阻碍而有效抑制内源性RNA酶。本方法提取的草鱼脂肪组织总RNA质量可满足高通量转录组测序要求。     

Ⅱ型草鱼呼肠孤病毒三种定量检测方法的比较与评价

为了解决Ⅱ型草鱼呼肠孤病毒(grass carp reovirus genotypeⅡ,GCRV-Ⅱ)含量和滴度测定方法的选择问题,本研究利用荧光定量PCR(quantitative PCR,qPCR)、免疫过氧化物酶单层细胞试验(immunoperoxidase monolayer assay,IPMA)和间接免疫荧光试验(indirect fluorescent assay,IFA)三种方法来对GCRV-Ⅱ进行检测和含量测定,从特异性、敏感性、可靠性和检测结果的相关性来比较这三种方法对于GCRV-Ⅱ定量检测的差异。结果显示:qPCR、IPMA和IFA三种方法检测GCRV-Ⅱ的最低限分别为8.6、86和86拷贝/μL,qPCR的检测灵敏度比IPMA和IFA高一个数量级;特异性分析表明,qPCR、IPMA和IFA三种方法均只能检测出GCRV-Ⅱ型分离株,而其它病毒和未感染病毒的阴性对照细胞均为检测阴性,表明这三种方法均具有较高的特异性;3种方法分别检测60份已知临床样品,qPCR、IPMA和IFA的诊断敏感性和特异性分别为96.7%(29/30)和100%(30/30)、100%(30/30)和93.3%(28/30)及100%(30/30)和100%(30/30);三种方法对于GCRV-Ⅱ的定量检测结果中病毒拷贝数和病毒滴度之间具有较好的相关性,其拟合曲线分别为:Y(IPMA,TCID_(50)/mL)=23.629X-536 174(qPCR,拷贝/mL)(R~2=0.996)、Y(IFA,TCID_(50)/mL)=20.318X-575 062(qPCR,拷贝/mL)(R~2=0.995)和Y(IPMA,TCID_(50)/mL)=1.161X-1 176(IFA,TCID_(50)/mL)(R~2=0.999)。结果表明,GCRV-Ⅱ病毒滴度的测定,除了用IPMA和IFA外,也可以采用qPCR方法通过测定病毒的核酸拷贝数来测算其病毒滴度。     

不同碳水化合物和蛋白质水平膨化饲料对大规格草鱼生长、肠道消化酶及血清指标的影响

为探究不同碳水化合物和蛋白质水平膨化饲料对大规格草鱼生长、体成分、肠道消化酶和血清指标的影响,以初始体质量(398.6±5.9)g的大规格草鱼为研究对象,设置不同碳水化合物/蛋白质水平分别为C31P30、C34P28、C37P26、C40P24、C43P22、C46P20、C49P18的7组膨化饲料,养殖周期为16周。实验结果显示,各饲料组草鱼成活率(SR)差异不显著,随着蛋白质水平的下降、碳水化合物水平的升高,增重率(WGR)呈下降趋势,蛋白质效率(PER)呈升高趋势;肝体比(HSI)、脏体比(VSI)、肠体比(ISI)、肌肉和肝脏粗脂肪(CF)含量均有随饲料碳水化合物水平升高而升高的趋势。随着饲料中碳水化合物水平升高、蛋白质水平下降,各组间草鱼肌肉粗蛋白质(CP)含量无显著差异;肝糖原、肌糖原含量呈升高趋势,饲料中碳水化合物水平分别高于46%和40%时,肝糖原、肌糖原含量显著升高。肠道胰蛋白酶(PRS)和淀粉酶(AMS)活性随饲料中碳水化合物水平的升高呈先下降后升高趋势,脂肪酶(LPS)活性呈升高趋势;血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白(LDL)、高密度脂蛋白(HDL)含量及谷草转氨酶与丙转氨酶(GOT/GPT)比值都随饲料中碳水化合物水平升高和蛋白质水平下降而呈升高的趋势。本实验结果显示:当饲料碳水化合物水平高于37%、蛋白质水平低于26%时,将显著影响草鱼的生长,饲料中高碳水化合物水平将导致鱼体肝体比、脏体比、肠体比以及肌肉和肝脏脂肪含量升高。     

运用生物能量学模型预测草鱼生长、饲料需求和污染排放

为预测不同生长阶段草鱼生长性能、饲料需求量和污染排放量,提高草鱼投喂管理水平,本研究运用特定增长率(SGR)、日增长率(DGC)、日均增重(ADG)和热积温系数(TGC)等生长模型计算草鱼在不同生长阶段的生长速率,并通过计算定期采样中实际观测值和预测值最小残差平方和法选出最优生长模型。饲料需求模型通过估算鱼类消化能需求量决定,根据能量收支原理,通过计算鱼体储积能(RE)、基础代谢能(He E)、摄食热增能(Hi E)以及尿液和鳃的代谢能(UE+ZE),来估算草鱼的消化能,再根据所用饲料的消化能含量来确定草鱼对饲料的需求量。草鱼污染物排放主要采用营养物质平衡法计算。在模型验证时,以粗蛋白分别为33%、28%、23%的饲料投喂不同生长阶段的草鱼,将草鱼体质量和饲料系数(FCR)的模型预测值与实际观测值进行比较。结果显示,与其他生长模型(SGR、ADG、DGC)相比,调整后的TGC模型能更精确预测草鱼的生长情况;草鱼体质量和FCR预测值与观测值之间显著相关;每生产1 t鱼(体质量为0.5~2 500 g),其消化能需求量约为1.55×107 k J,消耗1 t饲料或生产1 t鱼所排放的总固态污染物分别为440和623 kg。研究表明,该复合性营养模型可以有效地估计实际养殖中草鱼生长、饲料需求量和污染物排放量,有望为草鱼差异化上市、节省饲料成本、减少饲料浪费以及养殖场的污染评价提供有效的预判工具。     

利用原核及真核表达系统体外表达草鱼Ⅱ型呼肠孤病毒外突VP56蛋白的研究

草鱼Ⅱ型呼肠孤病毒是当前引起我国草鱼出血病的主要流行毒株,VP56是其外层衣壳上的唯一突起蛋白并有可能在病毒入侵阶段发挥核心作用,但该蛋白的具体功能尚不清楚。为了探讨VP56的生物学功能,分别利用大肠杆菌原核表达系统和杆状病毒真核表达系统研究了VP56的体外表达特性。首先从GCRVJX02W株的细胞感染混合物中抽提总RNA,并通过RT-PCR方法获得目的基因VP56,分别克隆至pGEX-4T-3及pFastBacHTA载体上,将质粒pGEX-4T-3-VP56转化至BL21(DE3),经IPTG诱导后,成功表达融合蛋白GST-VP56,大小为83ku,以包涵体形式存在;蛋白经纯化后免疫老鼠,制备了VP56的多克隆抗体,可以和rVP56产生特异性免疫结合。将pFastBacHTA-VP56转化至DH10Bac,成功转座后,提取重组杆粒DNA并鉴定且测序正确后转染SF9昆虫细胞。结果表明,自转染96h起,转染杆粒的细胞生长停滞,不断裂解。Westernblot结果显示,细胞表达重组蛋白His-VP56,大小约为62ku,为可溶蛋白。本研究利用原核表达系统和真核表达系统体外表达了VP56蛋白,制备了抗VP56多克隆抗体,为深入研究VP56蛋白在病毒入侵时的生物学功能奠定了基础。     

草鱼幼鱼肝胰脏抗氧化系统对MC-LR胁迫的响应

为了研究微囊藻毒素(MC-LR)对草鱼(Ctenopharygodon idella)幼鱼肝胰脏抗氧化防御系统的影响,本研究通过腹腔注射的方法(剂量为25、100μg MC-LR·kg-1,分别称为低剂量和高剂量),对草鱼幼鱼进行染毒,于胁迫24、48 h和72 h后分离其肝胰脏,随后采用分光光度法检测了草鱼幼鱼肝胰脏中超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性;同时采用荧光定量PCR方法分析了SOD、CAT、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)和谷胱甘肽还原酶(GR)基因相对表达量的变化。结果显示:高剂量MC-LR诱导24 h和48 h后,草鱼幼鱼肝胰脏SOD活性显著增加(P0.05),而SOD在低剂量组中活性没有显著变化(P0.05);低剂量MC-LR对CAT活性没有显著影响(P0.05),而高剂量MC-LR诱导24 h后可使草鱼幼鱼肝胰脏CAT活性显著增加(P0.05),随后其活性又下降,但差异不显著(P0.05)。在MC-LR胁迫过程中,SOD、CAT、GPx基因表达在两个剂量组中均显著低于对照组(P0.05),而GR基因在低剂量MC-LR胁迫24 h后相对表达量显著上调(P0.05),尽管在72 h相对表达量上调,但差异不显著(P0.05),而高剂量组中GR基因在胁迫24 h和48 h后,其表达量被抑制,但不存在显著差异(P0.05)。进行抗氧化酶活性和基因表达相关性分析发现,SOD和CAT酶活性与SOD和CAT基因表达不相关。上述研究表明MC-LR对草鱼幼鱼肝胰脏抗氧化系统产生了明显的胁迫效应,但MC-LR对机体抗氧化酶活性与基因编码调控之间的相互作用机制还有待更深入的研究。     

安徽省草鱼养殖群体遗传多样性及遗传结构分析

通过微卫星分子标记对来自安徽省4个草鱼养殖群体进行遗传分析。结果表明,7个微卫星位点均具有高度多态性(PIC=0.863～0.926),4个草鱼群体均显示出较高的遗传多样性(He=0.886 1～0.911 4)。AMOVA分析显示,大多数遗传变异存在于草鱼群体内(97.6%),群体间的遗传变异仅为2.4%。遗传分化和遗传距离分析显示,4个群体整体分化水平较低(Fst0.05),怀远和滁州群体遗传分化最小(Fst=0.013 7),遗传距离最近(Dn=0.269 8),池州和无为群体遗传分化最大(Fst=0.042 5),遗传距离最远(Dn=0.591 6)。系统进化树显示,怀远和滁州群体亲缘关系最近,与池州最远。此外,4个养殖场内部草鱼均存在近亲繁殖现象。建议4个养殖场及时更新亲本,增加繁殖亲本的数量,避免近交衰退带来的风险。     

鱼类组蛋白核苷酸的多态性及其在杀鱼爱德华氏菌感染中的作用

组蛋白是染色体核小体的重要组分,在调控染色质结构、基因转录、个体发育等不同生物学过程中起着重要作用。为了研究鱼类组蛋白基因是否存在核苷酸的多态性以及组蛋白核苷酸多态性是否会影响鱼类的抗病力,本实验以斑马鱼和草鱼为研究对象,通过PCR扩增克隆了组蛋白H2A的全长开放阅读框;利用过表达技术、菌落平板计数、感染存活分析以及荧光定量PCR技术,研究了斑马鱼和草鱼组蛋白H2A核苷酸多态性不同变异体在杀鱼爱德华氏菌感染中的作用。在本研究中,实验发现鱼类组蛋白H2A存在着丰富的核苷酸多态性。序列分析结果显示斑马鱼和草鱼组蛋白H2A核苷酸多态性的变异体核苷酸序列相似性为90%～100%;而两两H2A核苷酸多态性变异体氨基酸序列之间最多只有3个位点存在差异。通过体内和体外抗菌实验可知,斑马鱼和草鱼组蛋白H2A核苷酸的多态性显著影响H2A的抗菌活性。此外,筛选出的抗菌组蛋白H2A核苷酸多态性的变异体在斑马鱼体内的过表达,不仅具有免疫增强的作用,还能显著增强斑马鱼对杀鱼爱德华氏菌感染的抗病力。本研究为筛选具有抗病作用的组蛋白H2A免疫保护原奠定了重要基础。     

牛磺酸对急性氨中毒的鲫和草鱼抗氧化及炎症相关基因表达影响的比较

为了比较牛磺酸对急性氨中毒的鲫和草鱼缓释作用的差异,实验分别构建了4个处理组,组1实验鱼通过腹腔注射生理盐水,组2注射醋酸铵(鲫7 mmol/g,草鱼9 mmol/g),组3注射醋酸铵和牛磺酸(100μg/g),组4注射牛磺酸。毒性实验持续96 h。结果显示,组2鲫肝脏中SOD、CuZnSOD和CAT基因mRNA表达量显著低于组1和组3;组2和组3鲫肝脏中GPx基因mRNA表达量显著低于组1;组1鲫大脑中SOD、CuZnSOD、CAT和GPx基因mRNA表达量最高;组2草鱼肝脏中SOD、CuZnSOD、CAT和GPx基因mRNA表达量显著高于其他组;组2和组4草鱼大脑中SOD和CuZnSOD基因mRNA表达量显著低于组1和组3;组3草鱼大脑中CAT和GPx基因mRNA表达量最高;此外,组2鲫和草鱼肝脏及大脑中TNF和IL基因mRNA表达量均显著高于其他组。研究表明,鱼类氨中毒会扰乱机体的抗氧化酶系统和免疫应答,引起氧化损伤和炎症反应;草鱼通过提高抗氧化相关基因表达以应对氨中毒;牛磺酸能够有效缓解氨中毒对鲫和草鱼造成的氧化伤害,但牛磺酸并不能降低氨中毒对鲫和草鱼造成的炎症反应。     

投喂蚕豆对草鱼免疫器官超微结构和免疫基因表达的影响

为研究草鱼摄食蚕豆后免疫功能变化及转投30 d人工饲料后免疫增强效果,在草鱼摄食蚕豆30、60、90、120及150 d(转投饲料30 d)时,检测肠道、头肾、肝脏等器官超微结构及C-type lysozyme、IFN-I、TNF-α等免疫基因表达变化。结果表明:1)饲喂单一饲料蚕豆的草鱼,其肠道、头肾、肝脏等3个重要免疫器官受到严重损伤,转投饲料30 d后其病变并未显著好转;2)免疫基因C-type lysozyme、IFN-I、TNF-α、IgM和MHC-I的表达在30～120 d均被抑制,转投饲料30 d后,头肾中C-type lysozyme、IL-1β、IFN-I、IgM、MHC-I以及肝脏中IL-1β、TNF-α、IFN-I、IgM、MHC-I的表达量有所增加。综上,草鱼摄食蚕豆后其免疫功能受到显著抑制,而转投30 d饲料对脆肉鲩的免疫机能具有一定的恢复作用。