中华绒螯蟹肌肉抑制素基因(MSTN)同义突变对基因转录和翻译效率的影响

为分析同义突变对基因转录和翻译的影响,实验应用定点突变、体外转录和过表达等技术对中华绒螯蟹肌肉抑制素基因(Es-MSTN)中发现的5个SNP同义突变位点即SNP1(C/T)、SNP2(C/T)、SNP3(C/T)、SNP4(A/G)和SNP5(T/G),及其对应的12种基因型组合(CG、TA、1T、2T、3T、4A、5T、1C、2C、3C、4G和5G)进行了转录和翻译水平的研究。结果显示,12种基因型在体外转录中存在转录效率差异,1C基因型的转录水平最高,而CG和TA基因型的转录水平最低,差异显著;且TA基因型转录水平显著高于CG基因型。对上述基因型在293T细胞中进行过表达研究发现,不同突变基因型在转染后的不同时间(24、36、48、60、72、84、96和108 h)的表达强度存在显著差异,且TA突变基因型的表达强度显著高于CG突变基因型。研究表明,5个同义突变位点对中华绒螯蟹Es-MSTN的转录和翻译具有重要影响,同义突变也可能具有较为重要的生物学意义。     

不同盐度下中华绒螯蟹胁迫相关基因的表达差异

通过对中华绒螯蟹在4个盐度梯度(0、10、20、30)下的胁迫试验,观察了4个类别的10个相关基因,即4个能量代谢相关基因、3个生长相关基因、2个应激性相关基因和1个渗透压调节相关基因的表达情况.结果表明:3个能量代谢相关基因(VATB、UBE、GAPDH)、1个应激性相关基因(GST)和渗透压调节相关基因(NAK)在不同盐度间的表达量存在显著差异(P0.05),而其他基因的表达量差异不显著(P0.05).应用Best Keeper、Norm Finder和Ge Norm 3个软件对各基因的稳定性进行分析发现:应激性相关基因(GST)和渗透压调节相关基因(NAK)对盐度变化的响应程度较高,表达不稳定;3个生长相关基因(S27、β-ACTIN、α-TUB)对盐度变化的响应程度低,表达稳定,可以作为不同盐度处理下基因差异表达的内参基因.     

两种拼接方法在瓯江彩鲤转录组研究中的适用性比较

以瓯江彩鲤(Cyprinus carpio var.color)为研究对象,探讨了目前两种常用的转录组拼接方法在鲤的不同品种/品系转录组研究上的适用性。结果表明,在转录组拼接和注释方面,基于序列比对优先策略(Cufflinks软件)拼接的转录组序列平均长度为1 545 bp,注释77 601个转录本;基于从头拼接策略(Trinity软件)拼接的转录组序列平均长度为979 bp,注释转录本数为69 406个。在基因结构和选择性剪切预测方面,Cufflinks软件所拼接的转录组,每个基因平均含有3个转录本数目,而对于Trinity版本转录组,每个基因平均含有4个转录本(P0.001)。经比较发现Cufflinks版本转录组预测的基因结构较Trinity版本更加准确。因此,与从头拼接策略相比,序列比对优先策略所拼接的瓯江彩鲤转录本序列长度更长、注释的基因数目更多,且在基因结构和选择性剪切预测方面更为准确,适用于后续与功能基因表达相关的功能研究;相反,从头拼接策略拼接的转录组更易得到瓯江彩鲤的特异基因序列,对于后续需要利用瓯江彩鲤特异基因序列进行分子进化相关的研究非常重要。本文的研究结果为根据不同的实验目的合理地选用相应的转录组拼接方法提供了依据,也为其他鱼类转录组学研究提供了借鉴。     

中华绒螯蟹MIH基因的原核表达及其外源重组蛋白对内源性基因表达的影响

蜕皮抑制激素(molt inhibiting hormone,MIH)对甲壳动物的蜕壳生长起着至关重要的调控作用.本研究通过优化MIH基因的原核表达条件,获得其外源重组蛋白,研究了外源重组蛋白注射到中华绒螯蟹(Eriocheir sienesis)体内后,对眼柄中内源性MIH基因表达的影响.结果发现,构建的重组表达质粒(pET-28a-MIH)在27℃条件下用1.0 mmol/L的异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(isopropy-β-D-thiogalactopyranoside,IPTG)诱导6h,目的蛋白表达量最高,此为该基因的原核表达优化条件.进而将MIH重组蛋白注射到活体中华绒螯蟹,发现注射4h后在眼柄中的内源MIH表达水平显著高于8、24h和空白对照组,表明外源性MIH重组蛋白只能在短时期内对内源性MIH表达有促进作用,从而会在一定程度上抑制中华绒螯蟹的蜕壳.研究结果为中华绒螯蟹的蜕壳机制研究和后续的抗体制备提供了基础资料.     

中华绒螯蟹大规格亲本育苗效果及产后雌性生理性能研究

为了解中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)大规格亲本的育苗效果以及繁殖后雌性的生理性能,实验测定了大规格中华绒螯蟹亲本[♀:(260.39±10.92)g,♂:(364.20±10.78)g)]的繁育性能和产后雌性的生理机能。结果显示:育苗母本的越冬成活率为74.29%,平均每只母本产出大眼幼体2.17 kg,育苗产量达1057.82 kg/hm2。攻击力测试发现产后雌性的生理状态较好,攻击力强,活力好;电镜观察产后雌性的大螯肌肉生理状态良好,肌纤维结构完整、排列整齐,无降解和溶蚀现象,A带和I带清晰,肌纤维中的线粒体数目丰富。结果表明,大规格亲本的繁殖性能较高,提高育苗过程中亲本的成活率可以为繁育幼体高产稳产提供保障。     

饲养环境对中华绒螯蟹仔蟹生长与蜕壳相关基因表达的影响

中华绒螯蟹在不同饲养环境条件下生长存在巨大差异,为探讨不同环境条件对仔蟹生长和蜕壳相关基因表达的影响,了解基因表达的时空变化及其与环境的互作关系,本研究选取同一家系的大眼幼体和仔蟹分别饲养于室内玻璃钢水槽和室外小型水泥池两种环境,观察它们的生长差异,并应用荧光定量PCR(qRT-PCR)技术对甲壳动物高血糖素(CHH)、蜕皮抑制激素(MIH)、蜕皮激素受体(EcR)、维甲类X受体(RXR)以及性腺抑制激素(GIH)5个蜕壳相关基因的表达情况进行了分析。结果发现:室外水泥池饲养的仔蟹体质量均显著大于室内水槽饲养的仔蟹体质量(P0.05)。环境对MIH和RXR基因的表达不存在显著影响(P0.05),而CHH、EcR和GIH均存在极显著的环境表达差异(P0.01);5个基因(MIH、CHH、EcR、GIH和RXR)均存在显著的不同发育时期表达差异(P0.05);除MIH基因外,其他4个基因(RXR、CHH、EcR和GIH)的表达存在极显著的饲养环境与发育时期的交互作用(P0.01)。研究还发现,MIH、GIH和CHH对河蟹的蜕壳具有协同调控作用,而RXR与GIH对河蟹蜕壳具有一定程度的拮抗作用。     

断肢再生对中华绒螯蟹蜕壳、生长及相关基因表达的影响

以中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)幼蟹为材料,研究人工压力法切断其4个步足(左侧第1、3步足和右侧第2、4步足)后的蜕壳、生长与相关基因的表达规律.结果表明:断肢蟹当期蜕壳的步足再生率为7.6%,第2次蜕壳后的再生率为91.6%;断肢蟹与正常蟹的成活率相当;断肢蟹在断肢当期的蜕壳周期显著长于正常蟹(P0.01),但蜕壳后增质量率显著高于正常蟹(P0.05),而第2次的蜕壳周期显著短于正常蟹(P0.01),但蜕壳后增质量率与正常蟹差异无统计学意义(P0.05);经2次蜕壳后,断肢蟹与正常蟹的整体蜕壳周期差异无统计学意义(P0.05).相关基因表达差异分析表明:断肢蟹与正常蟹在胰岛素样生长因子2基因IGF2、维甲类X受体基因RXR、蜕皮抑制激素基因MIH的表达上差异无统计学意义(P0.05);但断肢蟹的蜕皮激素受体基因EcR的表达量显著高于正常蟹(P0.05),而肌肉生长抑制素基因MSTN的表达量却显著低于正常蟹(P0.05).综上表明:中华绒螯蟹幼蟹发生断肢后能在2个蜕壳周期内完成再生,且与正常蟹在成活率、蜕壳周期和蜕壳后增质量率上差异无统计学意义;EcR和MSTN基因对促进中华绒螯蟹再生肢体的生长发育有重要作用;断肢蟹可在生产上继续使用.     

中华绒螯蟹蜕壳周期内蜕皮激素和蜕壳相关基因的表达动态分析

蜕壳是甲壳动物重要的生物学现象,中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)的生长发育和断肢再生都是通过蜕壳完成的。为了解中华绒螯蟹蜕壳生长的调控机制,本研究对不同蜕壳阶段的蜕皮激素(ecdysteroid hormone,EH)含量、蜕皮激素受体基因(ecdysone receptor,EcR)与蜕皮抑制激素基因(moltinhibiting hormone,MIH)的表达量进行了测定,并分析了其与生长性状的关联性。结果表明,EH含量在蜕壳周期内呈规律地波动性变化,当其含量达到约12 U/mL且持续上升时,中华绒螯蟹将启动蜕壳;EH含量与EcR的表达量呈极显著正相关(P0.01),但与MIH的表达量呈极显著负相关(P0.01);在蜕壳前期,EH的含量和EcR的表达量均显著高于蜕壳后期和间期(P0.05),随着蜕壳的进行,EH含量和EcR表达量逐步降低,蜕壳后期显著低于蜕壳前期(P0.05),到蜕壳间期最低,显著低于其他时期(P0.05);而MIH在不同蜕壳阶段的表达模式正好与两者相反。通过与生长性状的关联性分析表明,蜕壳前期和间期的EH含量与体重呈显著正相关(P0.05);不同蜕壳阶段的EcR表达量与体重均呈显著正相关(P0.05),且蜕壳间期的表达量还与壳长、壳宽呈显著正相关(P0.05);MIH在脱壳前期和脱壳间期的表达量与体重呈极显著负相关(P0.01),且蜕壳间期的表达量与壳长、壳宽呈极显著负相关(P0.01)。本结果为中华绒螯蟹蜕壳生长的分子机制及其蜕壳后增重差异的分子与生理基础提供了理论依据。     

水体pH对中华绒螯蟹幼蟹蜕壳生长及其相关基因表达的影响

为了解养殖水体p H值对中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)蜕壳生长及其相关基因表达的影响,在试验室水槽条件下,设定p H=7、8、9、10(均无水草)为实验组,以种植适量水草(p H值为8.2~9.1)为对照组,研究中华绒螯蟹幼蟹(均重0.43 g±0.09 g)在不同p H值水体中饲养一个蜕壳周期(37 d)的蜕壳生长及其相关基因(蜕皮抑制激素MIH,蜕皮激素受体EcR,维甲类X受体RXR,胰岛素样生长因子IGF2)表达情况。结果显示,对照组河蟹的成活率和增重率均显著高于实验组,其中,p H10的河蟹成活率和增重率最低。荧光定量PCR检测显示,MIH、EcR和RXR基因在不同p H水体的表达存在显著差异,IGF2基因在不同p H水体中的表达无显著差异;不同p H水体幼蟹的增重率与成活率之间存在显著正相关,EcR、RXR与IGF2基因相互间的表达量存在显著正相关,表明这三个基因的表达具有协同作用。通过对成活率、增重率和基因表达的综合分析认为幼蟹生长的最适p H为8~9。     

“吉富”系列罗非鱼生长性状的配合力、杂种优势与遗传相关分析

"吉富"系列罗非鱼是中国当前养殖的主要罗非鱼种类。该研究以3个品系"吉富"尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)(新吉富、吉富、吉诺玛)为研究材料,应用3×3完全双列杂交设计构建了9个组合,采用数量遗传学方法对各组合子一代的体质量、全长、体长、体高和体宽5个生长性状的配合力、杂种优势与遗传相关进行了分析。结果表明:5个生长性状均未检测到一般配合力,而特殊配合力效应达62%以上,表明这些性状主要受到特殊配合力的影响;进一步的杂种优势分析发现吉诺玛♀×新吉富♂、新吉富♀×吉诺玛♂、吉富♀×新吉富♂这3个组合的杂种效果明显,其中以吉诺玛♀×新吉富♂为最佳组合;5个生长性状之间均存在显著的遗传相关与表型相关(P0.05),可进行多性状的聚合利用。该研究结果为"吉富"系列罗非鱼的配套利用提供了有益的资料和数据,同时为开展罗非鱼配套系育种提供了依据。