半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)雌性特异基因CSW3重组蛋白的表达与应用

CSW3基因序列来源于半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)全基因组测序项目,是经过筛选得到的雌性特异候选基因之一。本研究探索了半滑舌鳎雌性相关基因CSW3的表达与应用,构建了半滑舌鳎雌性特异CSW3基因重组表达载体,通过大肠杆菌进行了体外重组表达,对基因表达产物进行分离纯化,并通过蛋白转染的方法研究了纯化的蛋白对几个性别相关基因的影响。结果显示,雌性特异CSW3重组蛋白注射鱼体后对半滑舌鳎性腺foxl2、sox9a、amh这3种性别相关基因的表达水平具有显著影响,能够引起雌性相关基因foxl2表达上调、雄性相关基因sox9a和amh表达下降。从蛋白水平对雌性相关基因CSW3的基因功能进行初步研究,为半滑舌鳎性别控制及全雌苗育种提供基因资源及技术方法。     

半滑舌鳎vasa调控区的克隆、表达载体构建及其驱动活性检测

为研究半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)vasa(Csvasa)基因调控区的功能,在已克隆的Csvasa基因编码序列的基础上,采用基因组步移和PCR扩增的方法克隆得到Csvasa调控区,通过生物信息学方法分析vasa基因5′区,并构建了含Csvasa基因调控区的绿色荧光蛋白(GFP)表达载体(p Csvasa-GFP-T),进一步通过显微注射技术初步验证调控区的驱动活性。结果表明,通过基因组步移和PCR扩增获得Csvasa 5′区5 166 bp和3′区1 655 bp,利用在线生物信息学软件对5′区序列进行分析,发现在转录起始点上游26 bp处存在保守的TATA框,以及潜在的转录因子结合点如SRY、Oct-1、Sox-5、CREB、GATA、AP-1、C/EBP、Sp-1、c-Myc、HNF、NKX2-5、V-Myb等。通过显微注射技术,将所构建的p Csvasa-GFP-T表达载体注射于青鳉(Oryzias latipes)受精卵并进行培养观测,发现Csvasa调控区能够驱动GFP在青鳉胚胎内表达,荧光表达率为81%。将有荧光的胚胎培养为成鱼,检测外源基因的整合率为11.5%。这些结果为进一步研究半滑舌鳎原始生殖细胞(PGCs)的标记、追踪和操作研究以及半滑舌鳎的性别控制等奠定了基础。     

不同捕捞策略对海水青鳉不同发育阶段生长的影响

以海洋模式物种—海水青鳉(Oryzias melastigma)为研究对象, 设置了 90%大个体捕捞(H-B)、90%随机捕捞 (H-R)、75%大个体捕捞(M-B)、75%随机捕捞(M-R)、50%大个体捕捞(L-B)、50%随机捕捞(L-R)、75%小个体捕捞 (M-S) 7 种捕捞策略处理组, 用以研究海水青鳉的生长特征在不同捕捞策略、不同世代(F1、F2 和 F3)之间的差异。 结果表明, 同代际不同捕捞策略条件下, 海水青鳉卵径和仔鱼全长呈极显著性差异(P＜0.01); 不同代际间, 高强度捕捞处理组(90%捕捞策略) 卵径增大, 低强度捕捞处理组(50%捕捞策略)卵径变小, 但不同世代对下一代鱼卵的孵化率和存活率影响较小。不同代际间, 低强度捕捞处理组在幼鱼时期增长率高于其余处理组; 同代际间仔鱼发育阶段, 高强度捕捞处理组生长迅速, 前期增长率明显高于后期, 其在仔幼鱼阶段其增长率低。随着外界捕捞压力的增加, 同代际间高强度捕捞处理组瞬时增长率最低; 低强度大个体捕捞策略组瞬时增长率在代际间较稳定。与现阶段捕捞策略相同, 高强度大个体捕捞会导致鱼类生物学性状在 3 代中产生极大差异。因此本研究通过模拟不同捕捞策略探讨鱼类发生的生物学性状变化, 旨在为预测鱼类进化趋势的深入研究提供依据。     

一种快速鉴定半滑舌鳎遗传性别的方法

半滑舌鳎(Cynoglossus semiliaevis)遗传性别快速准确鉴定的方法是性别控制与高雌苗种培育的基础,其性别决定机制为ZW型,遗传雌鱼为异型染色体ZW,遗传雄鱼为同型染色体ZZ.本研究在半滑舌鳎全基因组测序结果的基础上,通过分析Z染色体和W染色体差异序列,设计一对跨Z/W染色体同源差异DNA片段的引物CS-SEX-F和CS-SEX-R,取半滑舌鳎部分鳍条通过碱煮沸方法获得的DNA为模板,采用PCR扩增,琼脂糖凝胶电泳方法鉴定半滑舌鳎遗传性别.通过该方法在遗传雄鱼(ZZ)个体中可以扩增出366 bp的DNA条带,遗传雌鱼(ZW)个体中可以扩增出366和253 bp两种DNA条带.本研究建立了一种新的成本低廉、操作快速、结果准确可靠的鉴定半滑舌鳎遗传性别的方法,该方法与已有方法相比,操作简便省时,为半滑舌鳎遗传学研究与性别控制育种相关研究提供了可靠分子标记,在半滑舌鳎遗传性别鉴定和养殖场所内伪雄鱼快速检测方面具有广阔的应用前景.     

半滑舌鳎转化生长因子TGF-β1和TGF-β3基因的克隆及受哈维氏弧菌感染后表达分析

转化生长因子β (transforming growth factor β,TGF-β)是一类具有多种功能的蛋白超家族,在细胞免疫、细胞增殖分化和组织损伤的修复中起着关键性作用.本研究从半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)肝脏中克隆获得了TGF-β1和TGF-β3基因.推导的TGF-β1和TGF-β3氨基酸序列均含有多个N糖基化位点和一个TGF-β家族标签.系统进化树分析显示,半滑舌鳎TG F-β1和TGF-β3分别与鱼类的TGF-β1和TGF-β3亲缘关系最为密切.qRT-PCR结果表明,半滑舌鳎TGF-β1和TGF-β3基因在健康鱼的多个组织中均有表达,二者在皮肤中表达量最高,在肌肉中表达量最低.经哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)感染后,TGF-β1在肝脏、脾脏和肾脏中呈现先上升后下降的表达趋势,在感染48 h后的肝脏中表达量达到最大值,是对照组的3.17倍;TGF-β3在脾脏、肾脏和鳃中也呈现先上升后下降的表达趋势,在感染24 h后的鳃中表达量达到最大值,是对照组的4.71倍.以上结果提示,TG F-β1和TGF-β3可能在半滑舌鳎抵御细菌感染的免疫中发挥了重要作用,本研究为证明二者参与机体免疫调节提供了有力证据,为半滑舌鳎分子免疫研究提供了理论依据.     

捕捞诱导鱼类生物学特征进化研究进展

随着捕捞强度加大,渔业生物为了应对捕捞压力、维持种族繁衍,逐渐产生适应性进化,这一过程称为捕捞诱导进化(Fishing-induced evolution,FIE),通常表现为渔业生物个体变小、性成熟提前,个体对捕捞的敏感性增强,进一步导致渔业种群结构简单、生态系统稳定性下降和渔业经济效益降低。认知捕捞诱导的渔业生物适应性进化,掌握捕捞对渔业种群的作用机制,有利于制定科学合理的渔业资源养护与管理策略。虽然FIE方面已进行了大量研究,但FIE在生理、生态及基因层面上对渔业生物的具体影响过程尚未明确,尤其是在气候变化、多物种相互作用等的动态环境中,FIE的作用方式更为复杂。作者综述了鱼类FIE的主要研究方法,总结了捕捞对大个体的选择性在鱼类生长、性成熟和行为方面的影响,并分析了这种影响对渔业种群恢复与管理产生的效应,以及今后需要解决的关键科学问题,旨在为FIE的进一步深入研究和渔业资源的科学管理提供帮助。     

半滑舌鳎hsd11b1l和hsd11b2基因的克隆及其温度响应的表达规律

皮质醇在鱼类应对外界环境压力的过程中起到重要调控作用,而hsd11b1l和hsd11b2具有调节体内皮质醇浓度的重要功能。本研究克隆了半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis) hsd11b1l和hsd11b2基因的cDNA全长序列,分析了其序列特征,研究了其时空表达特征及温度响应的表达规律。结果显示,hsd11b1l cDNA全长为1650 bp,开放性阅读框长度为864 bp,编码287个氨基酸;hsd11b2 cDNA全长为4526 bp,开放性阅读框长度为1209 bp,编码402个氨基酸。半滑舌鳎不同组织和性腺发育时期的表达分析结果显示,hsd11b1l在肝脏中表达量最高,在卵巢的表达量是精巢的2倍,且在6月龄和3龄鱼的卵巢中呈现较高表达;而hsd11b2主要在精巢中表达,在6月龄鱼的精巢中表达量最高,随后表达量急剧降低,在卵巢中各个时期几乎不表达。半滑舌鳎温度响应的表达结果显示,高温(28℃)处理2个月后,与正常温度(22℃)对照组相比,hsd11b1l和hsd11b2在雄鱼中的表达量均显著降低(P<0.05);高温短期应激48h,hsd11b1l表达在雌鱼和雄鱼中均显著降低,hsd11b2表达仅在雄鱼中有显著下调(P<0.05)。本研究探讨了hsd11b1l和hsdl1b2基因在半滑舌鳎性别分化过程中的表达规律,为研究环境温度与半滑舌鳎性别分化之间的关系奠定了基础。     

半滑舌鳎白化现象的初步研究

通过建立半滑舌鳎家系对其白化现象进行了初步研究。实验共建立半滑舌鳎家系17个,首先对这17个家系白化率进行了抽样统计和方差分析,并对部分家系的白化个体的眼睛异常率进行了统计;其次,选取其中白化率较高的4个家系,对白化个体和正常个体的生长情况进行了对比;最后,对白化率较高的4个家系白化个体和正常个体的抗鳗弧菌病能力进行了比较。结果发现,不同家系个体白化率有较大的差别,3号家系白化率最高,高达94.50%,15号、33号和37号家系白化率为0.00%;父本为养殖群体的家系的平均白化率最高,为19.68%,父本为野生群体的家系的平均白化率最低,为3.21%,父本为选育群体的平均白化率为7.50%,但3者之间差异不显著(P0.05);3个家系的白化个体眼睛异常率较高,5号家系为48.48%、10号家系为45.83%和12号家系为88.89%。选取4个家系对其白化个体和正常个体的生长情况进行比较发现,同一家系中3~4月龄白化个体在全长、体宽和体质量方面均显著或极显著小于正常个体,但生长至12~13月龄时,这种差异基本不显著,1号和17号家系白化个体的全长、体宽和体质量甚至超过了同家系的正常个体;1号和17号家系白化个体的日增重分别超过了同家系的正常个体。对选取的4个家系的白化个体和正常个体进行鳗弧菌感染实验发现,白化个体的死亡率均低于同家系正常个体,1号和17号家系的白化个体的抗病性相对同家系正常个体较突出,死亡率分别比正常个体低24.92%和20.25%。研究表明,半滑舌鳎野生群体的后代白化率较低,白化现象会伴随一定比例的眼睛异常,白化个体初期生长较慢,后期生长加快,甚至会超过正常个体,并且同一家系中白化个体的抗病性要优于正常个体。     

半滑舌鳎3D-BAC池构建及性别连锁标记的物理定位

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)属于雌配子异形染色体性别决定机制(ZW/ZZ),其W染色体包含的大量重复序列阻碍了W染色体序列的精确组装.目前只有物理图谱可以有效地解决由重复序列所造成的组装难题.本研究在已有物理图谱和遗传图谱的基础上,利用3D(three-dimensional)-BAC(bacterial artificial chromosome)池构建和PCR筛选策略进行了性别连锁标记的物理定位.首先将所选44个384孔板的BAC克隆进行接种和预培养,再接种到4个96孔深孔板中.将每两个384孔微孔板的BAC克隆分别汇集获得相应的板池、行池和列池,在提取DNA后,再将相应板池的部分DNA混合得到超级池.最终构建的3D-BAC池,共包括22个超级池和440个基池,覆盖半滑舌鳎基因组4.2倍,完成一个阳性超级池的基池筛选只需24个反应(20个BAC基池和4个对照).然后选用159个半滑舌鳎性别连锁标记对这些克隆池进行两步PCR筛选.在对超级池的筛选中,有142个标记获得阳性扩增.对这些阳性超级池进行基池筛选后,最终有100个标记得到准确定位.定位到半滑舌鳎物理图谱的84个重叠群(contigs)和20个单个克隆(singletons)上,共计1 760个克隆,包含有21 927个共享条带,物理长度为42.4Mb,覆盖半滑舌鳎基因组约5.3％;确定一个定位关系(contig与标记之间的)平均使用了2.2个克隆.在这些标记中,有17个同时定位到了两个或两个以上的contigs上,有11个标记同时定位到contigs和singletons上.另外有19个contigs定位了2个或2个以上标记.这些性别连锁标记的物理定位将有助于半滑舌鳎性染色体基因组序列的精确组装.     

半滑舌鳎白细胞介素12的p35a和p40c亚基在哈维氏弧菌感染下的表达和调控分析

本研究以海水养殖鱼类半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)为研究对象,克隆了白细胞介素12 (IL-12)的p35a亚基和p40c亚基的基因编码区序列,编码区长度分别为651 bp和984 bp。系统进化树分析显示,半滑舌鳎的p35a和p40c分别与其他鱼类对应的基因聚为一支。氨基酸同源性分析显示,p35a与红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)相似性最高,p40c与三棘刺鱼(Gasterosteus aculeatus)相似性最高,分别为52.04%和48.67%。组织表达分析显示,p35a在鳃、脑、心和卵巢中表达量较高,p40c在肝、脾、鳃和心中表达量较高。通过哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)感染实验,分析了半滑舌鳎p35a、p40c及其相关基因(ifn-γ和il-10)在哈维氏弧菌感染过程中的表达模式,p35a在脾中,48 h表达显著上升(P<0.05),之后表达逐渐下降;在肝和肠中,72 h表达显著上升。p40c在脾、肝中,6 h表达显著上升;在肾中,48 h产生上调;在肠中,6 h开始上调,并在48 h上升至最高点。ifn-γ在肝和肠中,均在p35a表达上调之前显著升高,在脾中晚于p35a上调表达;il-10在肝、脾、肾、肠中表达趋势中均与p40c的表达趋势相反。将半滑舌鳎淋巴细胞过表达p35a和p40c基因后,检测了受不同浓度脂多糖(LPS)刺激后干扰素(ifn-γ)、肿瘤坏死因子(tnf-α和tnf-β)等免疫相关细胞因子的表达变化。结果显示,p35a、p40c能够显著提高tnf-α在LPS刺激下的表达水平。上述结果表明,IL-12的p35a亚基和p40c亚基能够响应哈维氏弧菌对半滑舌鳎的刺激,过表达p35a、p40c能够通过诱导tnf-α基因的表达来参与机体的免疫应答。研究结果可为IL-12作为半滑舌鳎抗哈维氏弧菌疫苗佐剂的开发提供理论基础。