三角帆蚌细胞周期蛋白基因筛选及其表达分析

细胞周期蛋白(cyclin)对细胞生长繁殖起到关键的调节作用。该研究采用高通量测序技术,构建了三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)转录组文库,进行了cyclins基因筛选与生物信息分析,通过qRT-PCR技术,探讨其在不同组织(闭壳肌、内脏团、外套膜、斧足、心脏、血液、鳃、性腺)与性别中的表达特征。转录组测序共得到257 457条unigene(N50为1 796 bp),注释率为86.7%;通过分析,cyclin A、cyclin D2、cyclin E被筛选出,且cyclin A、cyclin D2与cyclin E蛋白的氨基酸序列均与美洲牡蛎(Crassostrea virginica)、太平洋牡蛎(Crassostrea gigas)具有较高相似性。实时荧光定量分析结果表明,cyclin A、cyclin D2、cyclin E在三角帆蚌各组织中均有表达,且存在显著的组织差异:cyclin A、cyclin E基因在性腺中表达量显著高于其他组织(P<0.05),在斧足中表达量最低;cyclin D2基因在鳃中表达量最高(P<0.05),在血液中表达量最低。在同一组织的不同性别之间:cyclin A基因在性腺、闭壳肌、心脏、血液中表达存在显著性别差异(P<0.05);cyclin D2在外套膜、心脏、性腺中的表达具有显著(P<0.05)的性别差异;cyclin E在性腺、斧足、鳃、心脏中的表达具有显著(P<0.05)的性别差异;cyclin A、cyclin E基因在雌性心脏和性腺中表达量显著(P<0.05)高于雄性,而cyclin D2反之(P<0.05),cyclin D2基因在雌性外套膜表达量显著高于雄性(P<0.05),暗示cyclin A、cyclin E与性腺发育关系密切,cyclin D2可能与鳃损伤修复有关。本研究初步探究了三角帆蚌cyclin A、cyclin D2、cyclin E基因的功能,为建立三角帆蚌细胞系提供了分子基础。     

三角帆蚌金色品系生长性状遗传参数及基因型与环境互作效应分析

为培育出产金色珍珠的三角帆蚌Hyriopsis cumingii良种,并为三角帆蚌金色品系生长性状及产珠性能遗传改良提供理论依据,收集金色内壳色的三角帆蚌,经繁育共获得41个全同胞家系(F1~F41),分别在浙江武义和上海崇明两地养殖,在5月龄和17月龄时,分别测量两地各家系三角帆蚌壳长、壳高、壳宽和体质量4个生长性状,并进行遗传参数分析。结果表明:金色品系三角帆蚌壳长、壳高、壳宽和体质量的遗传力在5月龄时分别为0.18±0.07、0.19±0.03、0.22±0.09和0.18±0.09,在17月龄时分别为0.26±0.22、0.30±0.16、0.30±0.09和0.23±0.25,两月龄组均属中等遗传力;5月龄时各性状之间遗传相关范围为(0.84±0.02)~(0.96±0.07),表型相关范围为(0.56±0.02)~(0.92±0.04),17月龄时各性状之间遗传相关范围为(0.52±0.03)~(0.97±0.06),表型相关范围为(0.45±0.02)~(0.91±0.01),表明各生长性状可间接选择;5月龄时两地三角帆蚌各性状遗传相关系数为(0.53±0.14)~(0.57±0.12),17月龄时相关系数为(0.27±0.08)~(0.31±0.09),表明生长性状在两地存在显著的基因型与环境互作效应;受基因型与环境互作效应影响,各家系在两地表现不同,其中,F24、F25号家系在两地均表现优良。研究表明,金色品系三角帆蚌有较好的选育潜力,在该品系推广过程中要充分考虑基因型与环境的互作效应。     

体外培养条件下三角帆蚌胚胎早期发育观察及胚胎发育生物学零度和有效积温分析

为了探寻三角帆蚌胚胎体外培养方法,本实验以解剖获得的雌雄配子为材料,使用与三角帆蚌体液等渗的平衡盐溶液(BSS)进行人工体外受精和体外培养,观察各阶段胚胎的形态特征,并分析计算不同胚胎发育阶段的生物学零度和有效积温。结果显示,在温度为(25±1)℃的BSS培养条件下,受精卵发育至第二极体排放、二细胞期、四细胞期、八细胞期、十六细胞期和桑葚期的时间分别为1.8、2.8、5.6、10.5、13.9和17.3 h,胚胎最长发育至桑葚期后停止发育。另外,池塘平均水温分别为26.5、28.1和29.2℃时,三角帆蚌胚胎发育至成熟钩介幼虫分别需要10、9和8 d,计算得出三角帆蚌胚胎发育的生物学零度为14.81℃,根据生物学零度计算胚胎发育至卵裂期、囊胚期、原肠期、膜内钩介幼虫期和成熟钩介幼虫的有效积温分别为12.95、25.99、42.27、69.21和118.14℃×d。研究结果初步尝试对三角帆蚌受精卵进行体外培养,并根据胚胎发育水温和时间获得三角帆蚌早期胚胎发育的生物学零度和有效积温,可为突破三角帆蚌全人工繁育技术奠定基础,对淡水贝类现代生物育种技术研发和种质资源保护具有重要意义。     

基于蛋白质组学的三角帆蚌珍珠囊形成相关免疫因子研究

采用iTRAQ及生物信息分析技术研究三角帆蚌珍珠囊及外套膜外膜组织蛋白组差异,筛选其与珍珠形成和生长进程中的免疫调节因子,并通过数字基因表达谱,分析了外套膜插核进程中免疫相关因子的mRNA表达水平。研究结果表明,1871个蛋白被鉴定到,其中显著性差异表达蛋白119个(P<0.05),包括上调蛋白74个,下调蛋白45个;分析发现差异表达蛋白主要具有结合、催化、结构分子、运载体、调节酶等活性,主要富集于次生代谢、变形虫病、糖酵解与糖异生、近端小管碳酸氢盐回收、心肌病、甲烷代谢、脂肪细胞因子pathway。进一步筛选获得免疫相关蛋白37个(19个上调蛋白和18个下调蛋白),其主要富集于Notch、Hippo、NF-κB、TGF-β等信号通路,参与免疫球蛋白、凋亡、损伤愈合以及炎症反应。对上调蛋白中的MRC1、LBP、EPX、FcGBP以及下调蛋白中的CD109、CNN3、NOTCH3、LAMB2等在外套膜以及插核后5、20 thd的插核组织和50、90 thd的珍珠囊组织中mRNA表达量进行分析验证,表达与蛋白水平表达趋势相同,对后续将进一步关注不同免疫相关蛋白间的相互作用及其潜在关联,为阐述贝类免疫系统调节网络研究提供基础资料。     

三角帆蚌IGF2基因的亚细胞定位及重组蛋白促体外细胞活性分析

胰岛素样生长因子2(insulin-like growth factors 2, IGF2)在多种细胞生长、分化和合成代谢的调节中发挥重要的调控作用。本研究成功构建了淡水珍珠贝三角帆蚌IGF2的重组质粒pEGFP-IGF2和pET32a-IGF2,通过pEGFP-IGF2-细胞转染,表明该蛋白定位在细胞质与细胞核中。将pET32a-IGF2转化到BL21 (DE3)中进行蛋白诱导表达,成功得到其原核表达载体,SDS-PAGE检测显示,在约25kD处有一条清晰的条带,符合目的条带大小（26.27kD）,且主要表达于上清液中。为研究重组蛋白IGF2对三角帆蚌细胞活性的作用,本研究通过CCK8细胞活性测定,进一步探讨了添加不同浓度重组目的蛋白（0 μg/mL、2.5 μg/mL、5 μg/mL、7.5 μg/mL、 12.5 μg/mL、17.5 μg/mL、 22.5 μg/mL）培养的三角帆蚌外套膜细胞增殖活性。结果显示,三角帆蚌IGF2重组蛋白能显著促进三角帆蚌外套膜细胞的增殖活力（P＜0.05）,且在其浓度为12.5 μg/mL时对三角帆蚌外套膜细胞的促生长效果最佳,这为促进三角帆蚌外套膜细胞传代、细胞系建立奠定了基础,也为下一步探究IGF2在贝类中的功能提供依据。