中国明对虾Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂基因(Fc-Kazal)的重组表达及活性分析

Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂可以通过精确调控丝氨酸蛋白酶的活力,在生物体的防御应答等众多生物过程中发挥重要作用。以前期克隆的中国明对虾Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂基因(Fc-Kazal, GenBank注册号为DQ318856)为基础,对其功能结构域进行序列比对和进化分析;组织表达分析结果表明,该基因在血细胞、鳃和淋巴器官等组织中高水平表达,而在眼柄、神经和肌肉中无表达;利用原核表达系统对该基因成熟肽区域成功进行了重组表达,纯化后的目的蛋白最终得率为0.4 g/L培养液;活性分析结果显示,复性后的rFc-Kazal对鳗弧菌、金黄色葡萄球菌、杀鲑气单胞菌、苏云金芽孢杆菌有明显的抑菌作用。     

图像辅助流式细胞仪在中华绒螯蟹血细胞分析中的应用

[目的]探讨图像辅助流式细胞仪在中华绒螯蟹血细胞分类中的应用。[方法]建立了一种基于新型图像辅助流式细胞仪的自动化方法,并与显微镜观察对比,分析其在中华绒螯蟹血细胞分类方面的效果。[结果]2种方法均显示中华绒螯蟹血细胞可根据胞内颗粒差异分为4类。利用该研究建立的新方法测量河蟹血淋巴中无颗粒、小颗粒、中颗粒和大颗粒细胞的比例分别为(54.33±3.38)%、(27.63±2.10)%、(5.43±0.35)%和(12.51±3.38)%。由于显微镜参考的是可辨识的颗粒结构,而流式细胞仪则根据反映胞内全部颗粒差异的色散测量结果进行分类,因此2种方法的分析结果既有联系又不完全一致。[结论]上述结果提示中华绒螯蟹的各种血细胞之间还有尚未了解的差异,因此可能存在更多的细胞种类。图像辅助流式细胞仪既可以清晰地划定设门区间,又能通过图像佐证结果的准确性,还可凭借其高通量分析能力进一步确保结果的可靠性。该方法有助于促进水生动物血细胞的自动化分类分析与研究。     

凡纳滨对虾肠道内产消化酶益生菌的分离与筛选

为获得具有消化酶活性且安全的益生菌,从凡纳滨对虾肠道中初步分离得到576株细菌,对菌株进行产蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶能力的定性及定量测试,筛选出产酶种类多且产酶能力强的菌株11株。对筛选出的11株菌进行了幼虾浸浴实验、药敏性实验和溶血性实验,以评价其生物安全性。将11株菌的菌悬液添加到凡纳滨对虾幼虾的养殖水体中进行浸浴实验,浸浴结束后用鳗弧菌进行刺激,测定不同浸浴组幼虾相关免疫基因的相对表达量,以确定其对幼虾的保护效果。综合消化酶活性、菌株对幼虾的保护效果及生物安全性,筛选得到4株效果较好的菌株。菌株的16S r DNA分子鉴定结果表明,细菌1号、2号和4号分别与芽孢杆菌(Bacillus sp.PCSAS2-38,GQ284495.1)、蜡样芽孢杆菌(B.cereus strain N419,JN400121.1)及苏云金芽孢杆菌(B.thuringiensis strain EA26.1,KC758847.1)的相似性均为100%,9号菌株与荚膜红细菌(Rhodobacter capsulatus strain PSB-03,FJ866782.1)相似性达到99%,为后续益生菌制剂的开发奠定了前期基础。     

凡纳滨对虾细胞因子信号转导负调控因子 基因(Lv-SOCS)的克隆及特征分析

为了探讨凡纳滨对虾细胞因子信号转导负调控因子(SOCS)在病毒引发的免疫应答过程中的潜在作用,本实验根据前期的转录组和表达谱结果提示信息,首次克隆了凡纳滨对虾的SOCS基因(Lv-SOCS,GenBank注册号:KJ000426),利用在线软件进行了生物信息学分析,运用半定量的方法进行了组织表达分析,并利用实时荧光定量PCR(qPCR)技术分析了该基因在白斑杆状病毒(WSSV)侵染过程中的表达变化特征。结果显示,Lv-SOCS的ORF区1 191 bp,编码397个氨基酸,预测分析显示该基因编码的蛋白质含有1个SH2结构域和1个SOCS-box结构域,组织表达分析表明该基因主要在凡纳滨对虾血细胞、肠道和肝胰腺中表达。在WSSV感染后中晚期(6~48 hpi),Lv-SOCS可以被显著诱导,在血细胞中呈明显上调表达趋势,表明该基因在一定程度上参与了凡纳滨对虾体内由WSSV引发的先天免疫应答过程,上述结果为进一步研究Lv-SOCS基因在对虾应答病毒侵染过程中的功能和作用机制奠定了基础。     

凡纳滨对虾JAK和STAT基因在苏云金芽孢杆菌侵染过程中的表达变化分析

为了分析凡纳滨对虾JAK(Lv-JAK)和STAT(Lv-STAT)基因应答病原菌侵染的表达变化特征,本实验利用半定量PCR技术分析了Lv-JAK和Lv-STAT基因的组织表达特征,并利用实时荧光定量PCR技术分析了其在苏云金芽孢杆菌侵染过程中的表达变化特征。结果显示,Lv-JAK和Lv-STAT基因在凡纳滨对虾的9种组织中有不同程度的表达,均在鳃、肠道和心脏中表达量较高。苏云金芽孢杆菌感染后,在鳃组织中,Lv-JAK和Lv-STAT基因的相对表达量在感染的中晚期(24~72 h)显著上调表达;在肠道组织中,Lv-JAK基因的相对表达量在感染后的6和24 h显著上调,Lv-STAT基因的相对表达量在感染后的24和72 h显著上调。综上表明,JAK和STAT基因在一定程度上参与了凡纳滨对虾体内由苏云金芽孢杆菌引发的天然免疫应答过程,探讨凡纳滨对虾JAK和STAT基因应答苏云金芽孢杆菌感染的表达变化特征,有助于研究对虾JAK/STAT通路在应答病原菌侵染过程中的功能和作用机制。     

图像辅助流式细胞仪在鲫鱼血细胞分析中的应用

[目的]探讨图像辅助流式细胞仪在鲫鱼血细胞分析中的应用。[方法]将图像辅助流式细胞仪引入鲫鱼血细胞分类计数分析,并进一步用于急性铜离子胁迫对鲫鱼血细胞影响的机制探讨。[结果]多维全景分析仪独有的图像辨识功能较好地解决了有核红细胞对不同类群细胞分群设门分析的干扰,测量鲫鱼白细胞类群占比为1.18%~1.43%,与同类研究结果一致;120 mg/L铜离子急性刺激能够导致鲫鱼白细胞计数下降,并提示细胞水肿是铜离子的一种急性毒性效应。[结论]该研究建立了一种适用于含有核红细胞样本的操作简便、自动化程度较高的血细胞分群分析方法,可为同类研究提供新的技术手段。     

凡纳滨对虾泛素交联酶E2基因的克隆及表达分析

首先在凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)转录组测序的基础上, 应用RT-PCR方法获得了凡纳滨对虾泛素交联酶E2 (UE2)基因的开放阅读框序列。该序列长为447 bp, 编码148个氨基酸, 理论相对分子量为16.84 kD, 等电点为4.90。同源性比对和系统进化分析显示, 不同物种的UE2基因具有较高的同源性, 其中凡纳滨对虾与中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)的同源性最高并聚为一支。半定量RT-PCR分析表明, UE2基因在所检测的组织中均有表达; 实时定量PCR分析表明, UE2基因在肝胰腺和肠中的表达量最高, 在心脏、鳃、胃和肌肉组织中的表达量略低, 在血淋巴中的表达量最低。原核表达分析结果显示, PCR®T7/NT-Topo TA-UE2表达载体在1.0 mmol/L IPTG、37℃诱导3 h条件下可获得纯度较高的分子量约17 kD的蛋白。利用亲和层析的方法将蛋白进行纯化用以制备抗体。研究结果将为深入研究UE2基因在对虾白斑综合症病毒侵染过程中的作用机制奠定基础。     

中华绒螯蟹蜕皮激素受体基因（Ers-EcR）的克隆和组织表达分析

蜕皮激素受体(ecdysteroid receptor,EcR)介导调控甲壳动物蜕皮生长、附肢再生等重要生命活动。为了解EcR在人工控制甲壳动物的繁殖和生长中的作用,采用RACE方法结合同源克隆技术,首次从中华绒螯蟹Y-器官中克隆得到蜕皮激素受体基因全长cDNA序列(Ers-EcR,登录号:KF736985),并进行了结构解析和组织表达分析。结果发现,Ers-EcR编码基因全长2 176 bp,开放阅读框为1 638 bp,编码545个氨基酸,具有DNA结合域(DBD)和配体结合域(LBD)等典型的核受体超家族结构域,但不具有信号肽结构。其中,DBD含有8个保守的Cys残基,可以形成2个锌指结构(C156-C159-C173-C176、C192-C198-C208-C211),是典型的DBD特征。多重序列比对分析表明,Ers-EcR氨基酸序列与拳手招潮蟹同源性最高,达到91%。荧光定量PCR结果显示成体中华绒螯蟹ErsEcR基因在Y-器官和肌肉组织中表达量最高,在血液、肠道、卵巢、眼柄、心脏和肝胰腺中有一定表达,在鳃、胸神经节和精巢表达量较低。这表明Ers-EcR基因在中华绒螯蟹各组织器官中的表达不具有典型的特异性,提示Ers-EcR基因可能参与体内多种生命活动的调控。     

凡纳滨对虾AP-1基因的克隆和表达特征分析

为了探讨凡纳滨对虾转录因子AP-1在病毒引发的免疫应答过程中的潜在作用,实验根据前期的转录组和表达谱结果提示信息,首次克隆了凡纳滨对虾AP-1基因(LvAP-1,GenBank注册号:KF999956),利用在线软件进行了生物信息学分析,运用半定量的方法进行了组织表达分析,并利用实时荧光定量PCR(qPCR)技术分析了该基因在白斑杆状病毒(WSSV)侵染过程中的表达变化特征。结果显示,AP-1基因ORF区全长882 bp,编码293个氨基酸。预测分析显示该基因编码的蛋白质含有1个Jun结构域和1个高度保守的亮氨酸拉链结构域(bZIP),其中Jun结构域在非脊椎动物中保守性不高。组织表达分析表明,该基因在凡纳滨对虾各组织中广泛表达,其中在血细胞中表达量最高。在WSSV感染早期(0.5 hpi),该基因表达没有显著改变,感染后5 h(5 hpi),AP-1基因开始显著上调表达,在人工感染后24 h,该基因的表达量达到最高(P0.01)。研究表明,该基因在一定程度上参与了凡纳滨对虾体内由WSSV引发的先天免疫应答过程,为进一步研究LvAP-1在对虾应答病毒侵染过程中的功能和作用机制奠定了基础。     

中国明对虾serpin型丝氨酸蛋白酶抑制剂基因的重组表达及活性分析

Serpin家族成员作为主要的丝氨酸蛋白酶抑制剂,通过调节一系列丝氨酸蛋白酶和半胱氨酸蛋白酶的活性来调节蛋白酶级联反应,进而参与了包括血液凝结、补体激活、纤维蛋白溶解、炎症反应、肿瘤抑制和激素转运等大量的基本生物过程,在调节机体免疫及其它重要生理功能方面发挥着重要作用。我们在前期研究中,从中国明对虾血细胞中克隆得到一个serpin型丝氨酸蛋白酶抑制剂基因（Fc-serpin, GenBank注册号：DQ318857）,初步研究显示它在转录水平参与了病原菌和白斑杆状病毒（WSSV）引发的对虾先天免疫应答反应;本研究利用原核重组表达系统,成功获得了重组的对虾serpin型蛋白酶抑制剂（rFc-serpin）,纯化复性后得率为0.3g/L;活性分析显示,重组目的蛋白（rFc-serpin）对多种病原菌的生长均有一定抑制作用,研究结果进一步证实它参与病原微生物引发的对虾防御应答过程,为探讨甲壳动物先天免疫防御应答机制提供了有价值的参考。