三疣梭子蟹Apaf-1基因的克隆及其在低盐和病原胁迫后的表达分析

本研究利用RACE方法克隆获得三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)凋亡蛋白酶激活因子-1 (Apoptotic protease activating factor-1, Apaf-1)基因,该基因cDNA全长为2032 bp,其中,ORF为1050 bp,编码349个氨基酸,预测分子量为39.13 kDa,理论等电点为7.67。同源性和系统发育分析显示,Apaf-1与凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei) Apaf-1的同源性最高,为51.27%,并与凡纳滨对虾聚为一支。组织表达分析显示,Apaf-1基因的相对表达水平在肝胰脏最高,其次是肌肉、心脏、鳃和眼柄,血细胞和表皮最低。不同盐度胁迫后,Apaf-1在Ⅱ期幼蟹体内表达水平在3 h达到最大值,此后,呈先下降再上升趋势;Apaf-1在80日龄盐度20胁迫后三疣梭子蟹的鳃中呈上升趋势,在肝胰腺中为先上升后下降趋势,表明盐度改变能影响该基因在鳃和肝胰腺组织中的表达。不同病原感染实验结果显示,在血细胞中,注射副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)后Apaf-1的表达于48 h到达峰值,为对照组的2.76倍(P<0.05),注射白斑综合征病毒(WSSV)后,仅在12 h表达水平上调,为对照组的1.25倍(P<0.05);在肝胰腺中,注射副溶血弧菌后在72 h到达峰值,为对照组的5.44倍(P<0.05),注射WSSV后在12 h到达峰值,为对照组的5.89倍(P<0.05),整体呈上调表达趋势。本研究为进一步理解三疣梭子蟹Apaf-1基因的生理功能提供了参考。     

三疣梭子蟹PtDNMT1基因的克隆及其在低盐适应中的表达分析

甲基转移酶是维持基因组甲基化状态的重要基因,本研究利用SMART-RACE技术克隆了三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)甲基转移酶基因(PtDNMT1)。PtDNMT1基因cDNA序列全长5919 bp,包括4832 bp的开放阅读框,编码1610个氨基酸,预测分子量为148.15 kDa,理论等电点为4.68。结构预测发现,Pt DNMT1有2个特殊的结构域,分别是锌指结构域(zf-CXXC)和甲基转移酶家族特有的Dcm结构域。进化树分析显示,PtDNMT1基因与昆虫类的DNMT基因聚为一支。组织表达分析发现,PtDNMT1基因在肝胰腺、鳃、卵巢、肌肉、胃、心脏、血液中均有表达,其中在肝胰腺中表达最高,卵巢和鳃次之。进一步研究了低盐胁迫后PtDNMT1基因在鳃、肝胰腺和肌肉组织中的表达变化规律为胁迫6 h时鳃组织中PtDNMT1基因的表达即达到峰值(5.3倍),并一直持续到12 h (4倍),随后逐步下降,在72 h时仍显著高于对照组(2.3倍);PtDNMT1基因在肝胰腺中的表达规律类似于鳃,然而其达到峰值的时间稍晚于鳃(24 h),且上调倍数高于鳃(8倍);低盐胁迫后Pt DNMT1基因在肌肉中的表达最初呈现下调趋势,之后(24h)上调表达至峰值(2.2倍),且一直上调表达至72 h。本研究首次克隆了PtDNMT1基因,根据其在各组织中的表达分布特征以及盐度胁迫后的表达变化情况,推测DNA甲基化在三疣梭子蟹低盐适应中发挥了重要作用。     

三疣梭子蟹PtDNMT1基因的克隆及其在低盐适应中的表达分析

甲基转移酶是维持基因组甲基化状态的重要基因,本研究利用SMART-RACE技术克隆了三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)甲基转移酶基因(PtDNMT1)。PtDNMT1基因cDNA序列全长5919 bp,包括4832 bp的开放阅读框,编码1610个氨基酸,预测分子量为148.15 kDa,理论等电点为4.68。结构预测发现,PtDNMT1有2个特殊的结构域,分别是锌指结构域(zf-CXXC)和甲基转移酶家族特有的Dcm结构域。进化树分析显示,PtDNMT1基因与昆虫类的DNMT基因聚为一支。组织表达分析发现,PtDNMT1基因在肝胰腺、鳃、卵巢、肌肉、胃、心脏、血液中均有表达,其中在肝胰腺中表达最高,卵巢和鳃次之。进一步研究了低盐胁迫后PtDNMT1基因在鳃、肝胰腺和肌肉组织中的表达变化规律为胁迫6 h时鳃组织中PtDNMT1基因的表达即达到峰值(5.3倍),并一直持续到12 h (4倍),随后逐步下降,在72 h时仍显著高于对照组(2.3倍);PtDNMT1基因在肝胰腺中的表达规律类似于鳃,然而其达到峰值的时间稍晚于鳃(24 h),且上调倍数高于鳃(8倍);低盐胁迫后PtDNMT1基因在肌肉中的表达最初呈现下调趋势,之后(24 h)上调表达至峰值(2.2倍),且一直上调表达至72 h。本研究首次克隆了PtDNMT1基因,根据其在各组织中的表达分布特征以及盐度胁迫后的表达变化情况,推测DNA甲基化在三疣梭子蟹低盐适应中发挥了重要作用。     

三疣梭子蟹Toll4基因克隆及其在病原和低盐胁迫中的表达特征分析

采用RACE技术克隆得到三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)TLRs家族的一个新基因,将其命名为Pt Toll4。该基因c DNA全长为4276 bp,5?和3?非编码区分别为339 bp和1252 bp,编码一个含有895个氨基酸、分子量为102.5 k Da、理论等电点为6.03的蛋白质。Pt Toll4蛋白是一个跨膜蛋白,存在胞外区LRR、LRRCT结构域及保守的胞内区TIR结构域。同源性及系统进化分析显示,Pt Toll4氨基酸序列与中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)Es Toll2的同源性最高,为61%。实时荧光定量PCR结果显示,Pt Toll4基因在血细胞中的表达量最高,在肝胰腺中的表达量最低。利用副溶血弧菌(Vibrio parahemolyticus)和对虾白斑综合征病毒(WSSV)对三疣梭子蟹进行注射感染,结果显示,经WSSV感染后,Pt Toll4基因在血细胞中的表达量显著提高,在6 h时出现峰值,为对照组的5.03倍(P0.01)。经副溶血弧菌感染后,Pt Toll4基因仅在48 h略微出现上调,其余时间点与对照组无显著差异。由此推测,Pt Toll4基因在三疣梭子蟹应答WSSV的免疫过程中发挥了重要功能。此外发现,低盐胁迫显著抑制了Pt Toll4基因在三疣梭子蟹血细胞中的表达,这可能是导致低盐环境下三疣梭子蟹等甲壳类动物免疫力下降的原因之一。由此推测,Pt Toll4基因在三疣梭子蟹先天免疫过程中发挥了重要功能,本研究为深入开展三疣梭子蟹和其他甲壳动物的免疫调控机理研究提供了数据支持。     

盐度胁迫下三疣梭子蟹Ferritin基因的原核表达

为验证Ferritin基因是否对三疣梭子蟹的盐度胁迫具有适应性, 利用PCR扩增获得了三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)第六对鳃的Ferritin基因, 将该目的基因克隆到表达载体pET28a(+)中, 转化大肠杆菌DE3(BL21), 并进行IPTG诱导表达。结果表明: 经诱导的转pET28-Ferritin重组质粒菌株有特异的表达蛋白条带出现, 与预期的理论值(19.448 kD)相符合; 高盐胁迫下, 转重组质粒的大肠杆菌比转pET28空载质粒存活率显著提高(P< 0.001), 并且随盐度升高, 两者差异越显著。这表明Ferritin基因能够提高大肠杆菌的盐度耐受力, 由此推测Ferritin基因参与了三疣梭子蟹盐度适应的生理过程。本研究旨在为生产过程中三疣梭子蟹养殖水体的盐度调控策略提供理论依据。

     

低盐胁迫下三疣梭子蟹蝗抗利尿肽基因的表达

本研究采用RACE技术克隆了三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)蝗抗利尿肽(neuroparsin,PtNP)基因。该基因全长1920 bp,5￠端非编码区237 bp,3￠端非编码区1373 bp,开放阅读框309 bp,编码102个氨基酸,预测分子量10.8 k D,理论等电点7.42。PtNP含有12个半胱氨酸残基,具十足目动物蝗抗利尿肽典型的特征。同源性和系统进化分析表明,PtNP与拟穴青蟹(Scylla paramamosain)NP4的同源性最高(89%),并且三疣梭子蟹与拟穴青蟹首先聚为一支。组织表达分析发现,PtNP基因在脑组织中的相对表达量最高,其次是鳃和眼柄,在卵巢、肌肉、心脏和肝胰腺中表达量较低或不表达。通过分析PtNP基因在低盐胁迫过程中的表达规律发现,低盐胁迫可显著改变PtNP基因在脑、鳃和眼柄组织中的表达模式,整体呈现上调表达趋势,其中在脑、鳃和眼柄中表达量分别最高上调至7.7倍、2.8倍和2.6倍,且存在显著差异(P0.05)。去除眼柄后该基因在鳃中的表达呈上升趋势,且去除双侧眼柄组的表达量显著高于去除单侧眼柄组(P0.05)。本研究结果表明PtNP基因在三疣梭子蟹盐度适应中可能发挥一定作用且受神经内分泌系统的调控。     

三疣梭子蟹蜕皮激素受体EcR基因的cDNA克隆及表达分析

通过简并引物扩增及Smart TM Race技术,首次克隆了三疣梭子蟹Portunus trituberculatus蜕皮激素受体EcR基因cDNA全长序列。该基因全长2 996bp,编码一个由503个氨基酸组成的多肽,预测理论等电点pI为7.33,分子量大小为55.69kDa。同源性及系统进化分析表明,三疣梭子蟹EcR基因与青蟹、拟穴青蟹、大西洋招潮蟹、陆地蟹、美洲螯虾、褐虾、日本对虾的同源性分别为94%、90%、88%、84%、82%、73%、66%。荧光定量RT-PCR结果表明,EcR在肝胰腺、卵巢、肌肉、眼柄、鳃和心脏中均有分布,在肝胰腺中表达量最高,在心脏中最低。高盐(45)胁迫下,EcR基因的表达量在24h后显著低于对照组(P0.05),总体呈下降趋势;低盐(11)胁迫条件下,EcR转录组的表达量呈现先降低后上升的趋势,在12h达到最低,之后逐渐上升,在48h之后显著高于对照组(P0.05)。     

三疣梭子蟹Sox基因HMG盒的克隆分析

利用能扩增人类SRY基因HMG盒的一对简并引物,分别对三疣梭子蟹雌雄个体基因组DNA进行扩增,均得到216 bp和约400 bp的两条带,不存在性别差异,通过PCR-SSCP分析,未发现雌蟹或雄蟹所特有的Sox基因。对216 bp的带进行克隆测序得到6个Sox基因,分别命名为PTSox21、PTSox12、PTSox11a、PTSox11b、PTSox11c和PTSox4。其中,PTSox21、PTSox12和PTSox4氨基酸序列与人类Sox21、Sox12和Sox4基因的同源性分别为90%、66%和63%,PTSox11a、PTSox11b和PTSox11c氨基酸序列均与人类Sox11基因有63%的同源性。此外,PTSox11a和PTSox11b的氨基酸序列之间的同源性达到了98.6%,只在第44位氨基酸残基不同。与其他物种Sox基因氨基酸序列的同源性比较发现,PTSox21与饰纹姬蛙Sox2a有92%的同源性,而PTSox12、PTSox11a、PTSox11b和PTSox11c均与意大利蜜蜂的Sox1有73%的同源性,PTSox4与意大利蜜蜂的Sox1有72%的同源性。     

杂色鲍14-3-3ζ基因的克隆及其在应激下的表达

酪氨酸3-加单氧酶/色氨酸5-加单氧酶激活蛋白ζ(14-3-3ζ蛋白)是14-3-3蛋白家族的亚型之一。14-3-3蛋白是一种高度保守的酸性可溶性蛋白,它可以与激酶、磷酸酶等多种信号蛋白结合,并在信号转导和细胞凋亡等过程中发挥相应的作用。本实验通过SMART-RACE技术首次获得了杂色鲍14-3-3ζ基因的全长,并命名为Hd14-3-3ζ,其cDNA全长为3 010 bp,ORF为819 bp,共编码272个氨基酸。实时荧光定量PCR结果显示,Hd14-3-3ζ基因在杂色鲍各组织中均有表达,其中在肝胰腺和血细胞中的表达量相对较高。当处于缺氧环境下时,鳃组织中Hd14-3-3ζ的表达在4 h时存在显著差异,血细胞中Hd14-3-3ζ在24 h和96 h时表达量显著上调。高温应激下,Hd14-3-3ζ在血细胞中的表达量无显著变化,而鳃组织中Hd14-3-3ζ在96 h的表达量却显著上调。高温缺氧联合应激实验表明,鳃组织中Hd14-3-3ζ在4 h、24 h和96 h均显著上调,而血细胞中的表达量没有显著性变化。经检测发现,副溶血弧菌注射后,鳃组织中Hd14-3-3ζ在3 h和24 h,血细胞中在6 h和24 h的表达量显著上调。以上温度、溶氧量等环境因素以及病原菌的刺激均会导致Hd14-3-3ζ在不同组织中表达量的显著变化,说明Hd14-3-3ζ在杂色鲍的免疫反应中可能扮演着重要的角色。     

中国对虾(Fenneropenaeus chinensis)和凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)对白斑综合征病毒的敏感性比较

本研究分别对中国对虾野生群体(Wild-Fenneropenaeus chinensis, W-Fc)、中国对虾选育群体‘黄海2号’(Selected-Fenneropenaeus chinensis, S-Fc)和凡纳滨对虾商业一代苗种(Commercial- Litopenaeus vannamei, C-Lv)采用单尾定量口饲感染白斑综合征病毒(WSSV),比较W-Fc、S-Fc及C-Lv对WSSV的敏感性差异。结果显示,感染同等含量WSSV后,W-Fc、S-Fc和C-Lv的平均存活时间分别为(124.11±39.49) h、(166.79±51.54) h和(136.90±41.99) h,3组对虾间的平均存活时间存在显著性差异(P<0.05)。3组对虾在感染期间的死亡趋势：W-Fc在96 h达到死亡高峰,并且一直持续到216 h;S-Fc和C-Lv在144 h出现死亡高峰。另外,分别在感染后的3、6、12、24、36、48、72、144 h共8个时间点对3组对虾进行活体取样,利用实时荧光定量RT-PCR技术对其进行了病毒载量检测,从对虾存活时间和体内肌肉组织病毒载量的角度比较不同对虾抗病性能的差异,结果如下：48 h时,W-Fc、S-Fc和C-Lv3对虾体内肌肉组织的病毒载量分别为(1.22×106±6.14×105)、(7.10×103±7.26×102)和(1.50×104± 4.19×103) copies/ng DNA;144 h时,3组对虾体内肌肉组织病毒载量分别为(8.44×106±1.25×106)、(3.21×106±8.21×105)和(1.49×106±6.59×105) copies/ng DNA。实验结果显示,3组对虾对WSSV敏感性从高到低依次为中国对虾野生群体、凡纳滨对虾商业苗种、中国对虾选育群体,表明中国对虾选育群体‘黄海2号’在人工感染WSSV条件下表现出了良好的抗病性能。     

白斑综合症病毒（WSSV）对中国对虾卵及各期幼体人工感染的试验研究

用感染白斑综合症毒病的中国对虾头胸甲,对健康的仔虾进行了人工投喂感染实验,同时从病虾中分离出病毒悬液作为毒种,无节幼体,蚤体 幼体和糠虾体进行不同温度条件下的人工浸浴实验,结果表明,卵和无节幼体,蚤状幼体,糠虾幼对病毒悬液不敏感,闰理切片观察未见病毒粒子,光镜病理切片可观空到鳃上皮,前肠上皮有包涵体样病变,同时在肝胰组织中发现了肝胰腺细小病毒（HPV）包涵体。     

PCR检测对虾白斑综合征病毒(WSSV)中使用UNG防遗留污染

设计了一对引物用于PCR检测对虾白斑综合征病毒,PCR扩增过程中用尿嘧啶-DNA糖基酶(UNG)防遗留污染。使用UNG时,该对引物的适宜dUTP和Mg^2 浓度分别为0．4mmol／L和2．0mmol／L;UNG存在时,PCR检测WSSV DNA的最低量为1pg,UNG的使用使PCR的检测灵敏度降低了1个数量级;进行正常PCR扩增前,0．5U UNG可消除至少10ng含dU的WSSV DNA的PCR扩增产物。     

白斑症病毒在日本对虾体内的感染增殖

用投喂患白斑症病毒病的虾组织人工感染日本对虾稚虾,每日取样,整虾冰冻切片,单克隆抗体的荧光抗体方法,原位观察病毒在虾体内的感染增殖,结果表明：感染后三天内,在感染虾的各组织器官内均未观察到明显的病毒感染的阳性细胞,每四天首先在鳃丝腔内的小量血细胞观察到病毒感染;第五天除血细胞外同时在血窦,鳃上皮组织,皮下组织内观察到,第六天进而在心脏,胃上皮组织内观察到：第七天进一步又在淋巴器官,中肠内观察到,八     

Rotifer cellular membranes bind to white spot syndrome virus (WSSV)

Cell membranes from the rotifer, Brachionus urceus, were obtained by centrifugation and found to specifically bind white spot syndrome virus (WSSV) in vitro. This finding suggests that there is likely a WSSV receptor on the rotifer cell membrane and provides evidence that rotifers may be a host for WSSV.     

中国对虾几个产卵场群体携带白斑综合征病毒状况调查

白斑综合征可以导致养殖对虾短时间内大面积死亡,是迄今为止对虾养殖业面临的最大挑战。本试验采用巢式PCR法对2001年采自黄渤海的中国对虾几个产卵场群体进行白斑综合征病毒检测,旨在较全面地了解黄渤海野生中国对虾携带病毒状况。各群体的阳性检出率分别为：朝鲜半岛南海岸群体55％;渤海湾群体35％;辽东湾群体94．7％;海州湾群体47．4％。结果显示,中国对虾几个产卵场群体均不同程度地携带白斑综合征病毒。辽东湾产卵场群体阳性检出率明显高于其他群体,推测人工孵化苗种放流、海湾的地理和水质条件与中国对虾的WSSV感染率相关。而中国对虾野生群体携带病毒对于对虾养殖业的影响是不容忽视的,笔者认为,只有从无特异病原(SPF)及抗特异病原(SPR)对虾养殖群体的建立着手才能从根本上避免由于对虾携带病毒而可能导致的病毒性疾病的暴发。同时,应该重视海区污染的治理,减少病毒病暴发的诱因。本试验建立了快速检测WSSV的PCR方法,1pg病毒核酸仍可检测到,为白斑综合征病毒病的防治及早期诊断提供了有效的手段。     

不同温度下凡纳滨对虾和中国明对虾对白斑综合征病毒(WSSV)耐受性比较

本研究分别对凡纳滨对虾\"壬海1号\"(Litopenaeus vannamei\"Renhai No.1\")和中国明对虾\"黄海2号\"(Fenneropenaeus chinensis\"Huanghai No.2\")在3种温度条件下(24℃、28℃和32℃),采用单尾定量口饲感染白斑综合征病毒(White spot syndrome virus,WSSV)的方法进行感染实验,比较2种对虾在不同温度情况下对WSSV的耐受性差异(L代表凡纳滨对虾,F代表中国明对虾)。结果显示,L-24℃和F-24℃组的平均存活时间分为(184.05±69.56)h和(101.68±38.45)h;L-28℃和F-28℃组的平均存活时间分别为(100.25±26.79)h和(73.38±22.22)h,相同温度组内均存在显著性差异(P0.05);截至第15天,L-32℃和F-32℃组的存活率分别为45.74%和23.47%。3个温度组对虾在50%的死亡率时的存活时间分别为178 h和98 h、98 h和74 h、292 h和78 h;死亡高峰时间分别为第5天和第4天、第5天和第4天、第10天和第4天。另外,分别在感染后的12 h、1 d、2 d、3 d、4 d、5 d、6 d、7 d、15 d共9个时间点对每组对虾进行活体取样,利用实时荧光定量RT-PCR技术对其进行病毒载量检测,从对虾体内肌肉组织病毒载量的角度探寻不同对虾抗病性能的差异。6 d时,L-24℃和F-24℃组对虾肌肉内病毒载量分别达到(2.97×10~6±7.44×10~6)和(8.08×10~6±3.22×10~6)copies/ng DNA,差异极显著(P0.01),L-28℃和F-28℃组分别达到(6.73×10~6±1.49×10~6)和(1.20×10~7±6.15×10~5)copies/ng DNA,差异极显著(P0.01);15 d,L-32℃和F-32℃组分别达到(5.18×10~4±4.32×10~4)和(3.78×10~4±8.97×10~4)copies/ng DNA,差异显著(P0.05)。研究表明,2种对虾在3种温度环境下感染WSSV后,凡纳滨对虾耐受WSSV能力要高于中国明对虾;不同温度下同种对虾肌肉体内WSSV的增殖能力从强到弱依次为28℃组、24℃组和32℃组。     

病原感染条件下中国对虾二倍体和三倍体血液学变化

以热休克诱导获得中国对虾三倍体,通过口服或注射的方式对二倍体和三倍体中国对虾进行了白斑综合征病毒(WSSV)和鳗弧菌感染实验,研究了病原感染前后二倍体和三倍体中国对虾血液学的变化并首次报道了三倍体中国对虾血细胞的组成。实验结果表明：三倍体和二倍体中国对虾均对WSSV敏感,三倍体未显示出明显的抗性。WSSV感染4d后,对虾外周循环系统的血细胞数量明显减少,三倍体和二倍体对虾血细胞数量均降为对照组的10％左右。对虾血细胞组成发生变化,大颗粒细胞明显减少,小颗粒细胞相应增加,而透明细胞所占比例基本不变;大颗粒细胞和小颗粒细胞内颗粒物质均有所减少,出现空泡或细胞外突起等异常结构。注射鳗弧菌感染后两种对虾的血细胞数量均有所减少,血细胞数量的减少与弧菌的注射量呈正相关关系：三倍体中国对虾血细胞组成与二倍体相似,但其密度仅为二倍体的40％左右：本研究结果为三倍体对虾抗逆特性的研究提供了一定依据和参考。