斑节对虾Toll9受体基因免疫功能的研究与表达分析

Toll受体蛋白(Toll receptors)是一类重要的模式识别受体,在无脊椎动物先天性免疫系统中发挥重要作用。文章对斑节对虾(Penaeus monodon)新型Toll9受体基因(Pm Toll9)进行了研究:以人源胚胎肾细胞(HEK293T)成功构建体外细胞免疫模型,通过免疫印迹方法证实Pm Toll9重组真核蛋白可在HEK293T中成功表达。双荧光素酶报告系统检测发现在200 ng转染浓度处Pm Toll9对NF-κB报告基因的激活效果显著。q RT-PCR数据证明PmToll9成功激活HEK293T细胞Toll-like receptor(TLR)信号通路,促进通路下游髓样分化因子(My D88)、肿瘤坏死因子(TNF-α)和白介素(IL-10)的上调表达,同时酶联免疫吸附测定结果证明Pm Toll9可促进TNF-α蛋白表达水平显著上调。斑节对虾体内细菌刺激实验结果显示无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)可激活Pm Toll9在肝胰腺、肠、淋巴和鳃中的表达,哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)可显著抑制Pm Toll9在肝胰腺中的表达。提示无乳链球菌可通过Pm Toll9激活Toll信号通路,引起机体免疫防御反应,而哈维氏弧菌对此过程具有一定的抑制作用。     

斑节对虾Chitinase-2基因的克隆及其在蜕皮和幼体发育过程中的表达分析

研究以斑节对虾(Penaeus monodon)转录组获得的几丁质酶基因(Pm Chi)片段,运用RACE技术克隆了PmChi基因c DNA全长,命名为PmChi-2。PmChi-2基因c DNA全长2 050 bp,其中5'-非编码区(5'-UTR)144 bp、3'-UTR 319 bp和开放阅读框(ORF)1 587 bp,编码528个氨基酸。生物信息学分析显示,PmChi-2与其他甲壳动物Chi-2的相似性为78%~97%。实时荧光定量PCR结果显示,PmChi-2在蜕皮前期(D期)表皮中表达水平最高,在胃、鳃、腹神经节和眼柄中表达水平依次降低,在其他组织(肝胰腺、肠、肌肉、心脏)中几乎不表达。不同蜕皮阶段,PmChi-2在鳃、胃和表皮3种组织中的表达变化模式基本一致,均在蜕皮期(E期)表达量最低,而最高表达量在鳃中出现在蜕皮后期(A期),在胃和表皮中为D期。幼体不同发育阶段分析揭示PmChi-2 mRNA在幼体发育阶段的无节幼体到糠虾幼体第二期表达量维持在一个低水平,在糠虾幼体第三期PmChi-2 mRNA表达水平显著升高,在仔虾期又显著下降,推测PmChi-2 mRNA可能与斑节对虾幼体发育密切相关。研究结果表明PmChi-2基因可能在斑节对虾蜕皮以及幼体的变态发育中发挥重要作用,为深入研究斑节对虾几丁质酶发育调控提供了重要信息。     

斑节对虾GLUT1基因cDNA的克隆与表达分析

该研究利用RACE技术克隆获得了斑节对虾(Penaeus monodon) GLUT1 (glucose transporter type 1)的cDNA全长序列;采用实时荧光定量的方法研究了PmGLUT1在斑节对虾幼体发育过程中、各个组织中及低盐胁迫下的差异表达情况。该基因cDNA开放阅读框(ORF)全长1 476 bp,可编码491个氨基酸。检测PmGLUT1基因从受精卵至仔虾期发育过程的表达情况,结果显示,PmGLUT1在幼体发育各期的表达量有所波动,但总体呈现上升趋势。组织表达分析发现,PmGLUT1在鳃组织中的表达量最高,肝胰腺次之,在卵巢中的表达量最低。急性低盐胁迫后,PmGLUT1在肝胰腺中的表达水平显著高于对照组(P0.05),但在鳃中的表达水平显著低于对照组(P0.05)。研究结果表明,Pm GLUT1可能在斑节对虾幼体发育及机体应对低盐胁迫过程中具有重要作用,这为进一步研究葡萄糖转运蛋白基因在斑节对虾幼体发育调控和耐低盐胁迫应答中的分子机制提供了理论依据。     

斑节对虾耐氨氮和淡水应激性状的遗传参数估计

该研究以高氨氮和淡水胁迫致死时间为衡量指标,估计了斑节对虾(Penaeus monodon)耐氨氮和淡水应激性状的遗传参数。以斑节对虾"南海1号"和非洲品系为亲本,建立了27个全同胞家系,含5个半同胞家系。利用单性状动物模型和ASReml软件估计斑节对虾幼体阶段的耐氨氮和淡水应激性状的方差组分和遗传参数。通过最佳线性无偏预测法估计所有个体和家系耐氨氮和淡水应激性状的育种值。斑节对虾耐氨氮和耐低盐的遗传力分别为0.11±0.04和0.29±0.08,且统计检验达到显著水平。斑节对虾耐氨氮和淡水应激性状的家系表型值相关系数为0.15,表现为低度线性正相关。斑节对虾耐氨氮和淡水应激性状的家系育种值相关系数为0.57,表现为中度线性正相关。因此在进行斑节对虾耐氨氮性状选育时,耐淡水应激性状也能得到一定的改良。     

斑节对虾C1q结合蛋白(PmC1qBP)的克隆及表达特征分析

Clq结合蛋白(ClqBP)是补体系统中的一种重要成分,它能与游离的补体分子Clq的胶原样区相互作用并启动多种细胞反应,包括增强吞噬作用、促进吞噬细胞对微生物的杀伤、诱导趋化作用,从而增强生物体的免疫性.本实验从构建的斑节对虾(Penaeus monodon)卵巢组织cDNA文库中筛选并克隆了PmClqBP基因.为研究PmClqBP在斑节对虾中的生物学功能,采用半定量和荧光定量的方法研究比较了PmClqBP基因在雌雄个体不同组织及卵巢不同发育阶段的差异表达情况.结果表明:雌雄个体的PmClqBP基因在性腺、胃、血细胞、肠中表达量存在极显著差异(P＜0.01).同时,PmClqBP在无节幼体和蚤状幼体时表达量低,从糠虾幼体至卵巢发育成熟过程中表达量有所增加并趋于稳定,揭示PmClqBP斑节对虾卵巢发育过程的重要功能基因.应激实验结果表明,经脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)刺激6h后PmClqBP在肝胰腺中的表达量极显著上调,提示PmClqBP参与了斑节对虾天然免疫应答,暗示其在斑节对虾先天性免疫调控中发挥着重要的作用.     

血清素在斑节对虾催熟过程中的作用

在斑节对虾 Penaeus monodon 催熟催产过程中,常用的方法是切除眼柄.此实验选用体重为149.5±25.8 g的自然海区斑节对虾,比较了注射血清素(serotonin)和切除眼柄2种处理方法对斑节对虾的催熟效果.血清素注射剂量为50 μg·g -1体重,在实验的第1、5和10天注射,共计3次.结果显示,2种方法处理后,受试亲虾性腺指数(gonad somatic index,GSI)显著高于对照组,同时注射血清素的实验组亲虾的存活率及其卵子孵化率显著高于切除眼柄的实验组.实验结果表明,血清素对斑节对虾催熟有促进作用,但发挥效应所需要的时间较长;从切除眼柄手术到第一次产卵所需时间较短,但是手术后的亲虾死亡率较高.     

饲料中L-肉碱对斑节对虾肌肉中肌苷酸含量的影响

选用平均体重为(8.25±1.18) g的池塘养殖斑节对虾,随机分为4组,每组3个重复,每个水泥池(100 cm×100 cm×100 cm)养虾60尾,分别投喂添加0、50、100和200 mg/kg L-肉碱的配合饲料4周.在实验的第0、1、2、3、4周分别从每个重复中随机取样,测定肌肉中的肌苷酸含量,研究L-肉碱对斑节对虾肌肉风味的影响.结果显示,1周后,实验组对虾肌肉肌苷酸含量均有所提高,其中50 mg/kg的实验组肌苷酸含量比对照组高27.39%(P＜0.05);2周后50 mg/kg的实验组比对照组高15.85% (P＜0.05),随着肉碱添加浓度升高对虾肌肉中肌苷酸含量呈下降趋势;3、4周后,实验组肌苷酸含量均比对照组低,呈现明显的负相关.与野生斑节对虾相比,池塘养殖对虾肌苷酸含量均比野生的低,但使用实验配制的饲料养殖4周后的对照组则与其有接近趋势.     

中国南海野生斑节对虾5个地理群体线粒体16S rRNA基因序列比较分析

对中国南海海域5个斑节对虾野生群体三亚群体(SY)、深圳群体(SZ)、阳江群体(YJ)、湛江群体(ZJ)、北海群体(BH)100个样品的16S rRNA 序列进行PCR扩增,并对扩增产物进行了测序.用CLUSTAL_X排序软件对测序所得的100个16S rRNA序列进行比对.通过ARLEQUIN软件对所得100个16S rRNA序列进行比较分析,共检测出28个变异位点,19种单倍型.三亚、深圳、阳江、湛江以及北海等5个野生群体的核苷酸多样性(π)依次分别为0.004 35,0.005 86,0.010 50,0.010 81,0.011 68.三亚、深圳、阳江、湛江以及北海等5个野生群体的单倍型多样性(H)依次分别为0.689 5, 0.521 1, 0.573 7, 0.600 0, 0.721 1.对5个野生群体的16S rRNA序列进行FST分析,结果表明湛江、北海群体分别与三亚、深圳两个群体有显著的遗传差异,其余群体之间的遗传差异不显著.对5个群体进行AMOVA分析结果表明,5个群体间存在显著性遗传差异.对5个群体构建分子系统树,结果表明,三亚和深圳群体之间的亲缘关系最近;北海、湛江群体与三亚、深圳群体的亲缘关系很远.实验表明,中国南海海域5个斑节对虾野生群体可以为斑节对虾的选择育种提供两个基础群体:一个是三亚、深圳野生原种基础群体;另一个是湛江和北海野生原种基础群体.     

蛋白水平对F2代斑节对虾幼虾生长 及消化酶活力的影响

研究了饲料蛋白水平对F2代（针对饲料蛋白水平选育）斑节对虾幼虾生长和消化酶活力的影响。试验设 计7 个饲料蛋白质水平组（34%、36%、38%、40%、42%、44%、46%）,对选育F2代斑节对虾幼虾（2.84依0.04 g）进行48 d 养殖。结果表明,F2代斑节对虾幼虾在38%饲料蛋白组的增重率和特定生长率均为最高,且饵料系数最低;在34%饲 料蛋白组蛋白质效率最高,与36%、38%饲料蛋白组无显著差异,但显著高于40%及以上的各饲料蛋白水平组;成活 率表现为低蛋白组（34%~42%）显著高于高蛋白组（44%、46%）。斑节对虾常规营养成分受饲料蛋白水平影响,全虾粗 蛋白含量随着饲料蛋白水平的升高呈现出上升趋势,但肌肉中各组的粗蛋白含量无显著差异;全虾粗脂肪含量随着 饲料蛋白水平的升高呈现下降的趋势。胃蛋白酶表现为34%饲料蛋白组最高,随着蛋白质含量的升高而呈现出先上 升后下降再上升的波动,与肝脏蛋白酶的含量显示为波动互补的趋势;胃中淀粉酶的含量均高于肝脏,但胃淀粉酶 在各组间无显著差异;胃和肝脏脂肪酶随着蛋白含量的升高总体表现为下降的趋势。综合生长数据、常规营养成分 和消化酶活力等指标得出,38%饲料蛋白水平较为适宜选育F2代斑节对虾幼虾生长,针对低蛋白水平饲料的选育是 有效的。     

斑节对虾基因组微卫星分离及其序列特征研究

采用(CA)_(12)(AG)_(12)及(TA)_(16)生物素标记探针及磁珠富集法构建了斑节对虾Penaeus monodon基因组微卫星富集文库。随机挑选254个克隆进行PCR筛选,得到51个候选克隆(20．1%)。其中,32个克隆来源于CA-文库,另19个克隆来源于AG-文库。测序发现48个克隆含有微卫星重复单元,通过序列比对,最终获得40个具有特异微卫星序列的阳性克隆。微卫星(GA/CT)_N及(CA/GT)_n 2碱基重复序列分别占所有分离的微卫星数目的20．7%及60．4%。此外,还检测到其它多种微卫星重复类型,如(AT)_n、(GC)_n、(TGG)_n、(AAG)_n、(AAT)_n、(GAA)_n、(GTGC)_n、(GCGT)_n、(GGTTA)_n、(GTGCGT)_n,占检测到的微卫星数目的18．9%。获得的微卫星序列中属于完全型序列的有76条(68．5%),不完全型序列的有22条(19．8%),另有13条属于复合型序列(11．7%)。微卫星(GT/CA)_n 2碱基重复次数(3～52次)要远大于(GA/CT)_n 2碱基次数(3～27次)。获得的微卫星序列长度大小范围为129～601 bp,平均为286 bp。研究为进一步开展斑节对虾分子育种及资源评价分析提供了基础资料。