普通刺参(Apostichopus japonicus)和白刺参不同组织基因组DNA的MSAP研究

本研究分别以普通刺参(Apostichopus japonicus)和白刺参基因组DNA为实验材料,应用甲基化敏感扩增多态性(Methylation-sensitive amplified polymorphism,MSAP)技术对刺参体壁、呼吸树和消化道3个组织的DNA甲基化水平和甲基化模式进行了研究,初步探讨了DNA甲基化对刺参组织间基因特异性表达的影响。结果显示,筛选得到的9对引物组合能够在普通刺参和白刺参两个群体中得到稳定扩增,在两群体刺参中分别检测到5932和5208个位点,均以未甲基化位点为主,普通刺参和白刺参未甲基化位点数分别为4317和3944,分别占总扩增条带数的72.78%和75.73%。普通刺参体壁的甲基化水平为31.07%,呼吸树为23.36%,消化道为26.34%;白刺参中体壁的甲基化水平为29.88%,呼吸树为23.25%,消化道为19.45%,由此可见,体壁的甲基化率在两群体中是最高的。普通刺参和白刺参同一组织间的甲基化水平和甲基化模式不同,同一群体体壁、呼吸树和消化道不同组织间的甲基化水平和模式也不同。甲基化在普通刺参和白刺参组织分化和发育过程中可能发挥着十分重要的作用。在检测的3个组织中,CCGG序列的全甲基化位点较半甲基化位点多。     

刺参基因组DNA甲基化水平及模式对温度变化的响应

本研究为了探讨刺参(Apostichopus japonicus)在不同温度胁迫下的DNA甲基化水平与甲基化模式变化,利用全基因组重亚硫酸盐测序技术(WGBS)和酶联免疫吸附法(ELISA)对刺参在3个温度下(20℃、26℃和32℃)的纵肌、呼吸树、消化道和体壁4个组织进行分析.WGBS测序结果显示,在消化道组织中,2...     

刺参响应灿烂弧菌侵染的基因组DNA甲基化水平和转录组差异及其关联分析

为探讨病原菌胁迫下刺参(Apostichopus japonicus)基因组DNA甲基化水平和转录组表达的差异,本研究采用人工攻毒侵染胁迫,获得刺参化皮体壁组织,并以未攻毒组的健康体壁组织为对照,对刺参2种体壁组织进行全基因组甲基化测序(WGBS)和转录组高通量测序,解析刺参体壁基因组DNA甲基化差异,筛选响应病原胁迫的差异甲基化区域和差异表达基因。同时,通过基因组甲基化和转录组联合分析,筛选负相关关联基因,为解析刺参响应灿烂弧菌(Vibrio splendidus)侵染的分子机理提供基础数据。结果显示,刺参对照组和侵染组基因组总甲基化水平分别为(3.59±0.04)%和(3.87±0.27)%,侵染组甲基化水平显著升高;在发生甲基化的位点中,攻毒组和对照组的mCpG占比分别为83.06%和81.91%,mCpG为最主要的甲基化形式。本研究共筛选出差异甲基化区域(DMRs) 626 677个,注释到23 706个功能基因。转录组测序共检测到29 290个基因,筛选到差异表达基因496个,其中,上调基因214个,下调基因282个。在基因组甲基化与转录组的关联分析中,筛选到180个负相关关联基因,其中,差异甲基化区域位于启动子区域的负相关基因为60个。对负相关关联基因的GO和KEGG富集分析,筛选到相关通路和LRR、hsp20和CARD等关键基因。本研究将为解析刺参抗病的表观遗传调控机制提供数据,也为刺参抗病性状选育提供科学参考。     

仿刺参甘露聚糖结合凝集素基因对脂多糖刺激的免疫应答

甘露聚糖结合凝集素是天然免疫系统中重要的模式识别分子。分析了仿刺参甘露聚糖结合凝集素在仿刺参不同组织及脂多糖刺激前后的表达规律,结果显示仿刺参甘露聚糖结合凝集素mRNA在仿刺参的肠道、呼吸树、体腔细胞和体壁均有组成型表达,且体壁的表达量最高;细菌脂多糖刺激后,4个组织的仿刺参甘露聚糖结合凝集素表达量均得到上调,且以肠道和体腔细胞表达量的变化最为显著;另外,肠道、体腔细胞、体壁中仿刺参甘露聚糖结合凝集素表达量峰值的出现具有明显的时序性,而呼吸树自刺激后6h直至取样结束,其表达量呈稳步上升趋势。     

野生和“黄海1号”中国明对虾不同组织基因组DNA的MSAP分析

为了从表观遗传学角度讨论中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)野生群体和人工选育新品种“黄海1号”不同组织间甲基化水平和多态性差异,应用甲基化敏感扩增多态性(mehylation sensitive amplified polymorphism, MSAP)分别对野生群体组中国明对虾和“黄海1号”肌肉、鳃、血液3种组织样品基因组DNA的CCGG甲基化水平进行对比分析,试图从表观遗传学角度探讨影响中国明对虾生长性状的分子机制.采用30对引物进行选择性扩增,经聚丙烯酰胺凝胶电泳(Polyacrylamide Gel Electrophoresis, PAGE)带型结果显示,野生群体组中国明对虾肌肉、鳃和血液的甲基化比例分别为23.1%,22.3%和19.7%;而“黄海1号”肌肉、鳃和血液的甲基化比例分别为21.4%、19.6%和18.9%.野生群体组中国明对虾和“黄海1号”同一组织间的甲基化水平和甲基化多态性水平不同,肌肉、鳃和血液不同组织间的甲基化水平和甲基化多态性水平亦不同.DNA 甲基化多态性带型分析显示,鳃组织的甲基化水平和多态性水平在野生群体组中国明对虾和“黄海1号”间变化趋势最大,肌肉最稳定.本研究旨为甲基化修饰与中国明对虾生长性状间的相关性研究提供依据.     

青、白刺参(Apostichopus japonicus)体壁营养成分的比较分析

通过对相同养殖环境条件下,青、白刺参(Apostichopus japonicus)体壁中营养成分(粗蛋白、粗脂肪、多糖、脂肪酸、氨基酸、微量元素等)的测定,比较两种剌参的营养品质与价值.结果显示,青、白刺参的出皮率,体壁中的水分、多糖和灰分含量差异显著(P＜0.05),粗蛋白和粗脂肪差异不显著(P＞0.05).青、白刺参体壁中均检测出20种主要脂肪酸,脂肪酸总量和多不饱和脂肪酸(PUFA)的含量差异不显著(P＞0.05),而青刺参饱和脂肪酸(SFA)含量显著高于白刺参,单不饱和脂肪酸(MUFA)含量显著低于白刺参(P＜0.05).MUFA中青刺参的花生四烯酸(AA)和二十二碳六烯酸(DHA)含量均显著低于白刺参(P＜0.05).青、白刺参体壁中检测出17种氨基酸,必需氨基酸(EAA)、鲜味氨基酸(FAA)和药效氨基酸(DAA)的含量均无显著差异(P＞0.05).青刺参体壁中天冬氨酸和精氨酸含量均显著低于白刺参(P＜0.05).青刺参体壁中Mn和Cr的含量显著低于白刺参(P＜0.05).重金属元素Pb、Cd、Hg、As的含量均符合相关食品卫生标准.综合评价认为,相同养殖环境条件下,白刺参的出皮率、多糖含量、脂肪酸中不饱和脂肪酸含量、AA和DHA的相对百分含量、氨基酸中天冬氨酸和精氨酸含量以及微量元素中Mn和Cr含量均优于青刺参.     

刺参组织总RNA提取的研究

利用Trizol法和两种RNA提取试剂盒对刺参的肠、呼吸树、纵肌、体壁等不同组织总RNA进行了提取。综合分析结果表明,F试剂盒提取刺参组织总RNA的效果较其他两种方法而言方法最适宜,能获得纯度高、污染少,而且无降解的高质量总RNA。刺参的肠组织富含RNA,且质地较软容易研磨彻底,是提取总RNA的最佳组织,可获得量大、质优的总RNA。     

青、白刺参(Apostichopus japonicus)体壁营养成分的比较分析

通过对相同养殖环境条件下,青、白刺参(Apostichopus japonicus)体壁中营养成分(粗蛋白、粗脂肪、多糖、脂肪酸、氨基酸、微量元素等)的测定,比较两种刺参的营养品质与价值。结果显示,青、白刺参的出皮率,体壁中的水分、多糖和灰分含量差异显著(P0.05),粗蛋白和粗脂肪差异不显著(P0.05)。青、白刺参体壁中均检测出20种主要脂肪酸,脂肪酸总量和多不饱和脂肪酸(PUFA)的含量差异不显著(P0.05),而青刺参饱和脂肪酸(SFA)含量显著高于白刺参,单不饱和脂肪酸(MUFA)含量显著低于白刺参(P0.05)。MUFA中青刺参的花生四烯酸(AA)和二十二碳六烯酸(DHA)含量均显著低于白刺参(P0.05)。青、白刺参体壁中检测出17种氨基酸,必需氨基酸(EAA)、鲜味氨基酸(FAA)和药效氨基酸(DAA)的含量均无显著差异(P0.05)。青刺参体壁中天冬氨酸和精氨酸含量均显著低于白刺参(P0.05)。青刺参体壁中Mn和Cr的含量显著低于白刺参(P0.05)。重金属元素Pb、Cd、Hg、As的含量均符合相关食品卫生标准。综合评价认为,相同养殖环境条件下,白刺参的出皮率、多糖含量、脂肪酸中不饱和脂肪酸含量、AA和DHA的相对百分含量、氨基酸中天冬氨酸和精氨酸含量以及微量元素中Mn和Cr含量均优于青刺参。     

3个地理群体仿刺参D-loop序列的变异及系统发生分析

为研究中国大连(CD)、朝鲜罗津(KN)和俄罗斯海参崴(RV)3个仿刺参群体的遗传结构,实验采用PCR扩增和测序技术,对3个群体共计71头仿刺参的线粒体D-loop序列进行了分析。结果显示,D-loop序列长度为447~465 bp,平均A+T含量(59.2%)显著高于G+C含量;共检测到119个变异位点,多态位点比例为24.24%,其中简约信息位点为53个,共有40种基因型,群体共享基因型7个。遗传多样性参数分析显示,3个群体均显示出较丰富的遗传多样性;分子方差(AMOVA)分析表明,3个群体间遗传分化较弱或只有中度分化,且93.04%的变异来自群体内。CD群体与RV群体之间遗传距离最远,为0.042,KN群体与RV群体之间遗传距离最近,为0.037 4。将本研究所得序列结合GenBank中青岛(QD)和威海(WH)仿刺参的D-loop序列构建系统发育树,QD与WH仿刺参首先聚为一小支,然后与CD群体聚为一大支,KN群体与RV群体聚为独立一支,这一聚类方式符合地理隔离模式。     

獐子岛夏秋季野生仿刺参体壁营养成分的分析

对大连獐子岛海域8月和11月的野生仿刺参体壁中的水分、粗蛋白质、灰分、糖、粗脂肪含量以及脂肪酸和氨基酸组成进行了测定.试验结果表明,8月和11月仿刺参体壁中的水分粗蛋白、糖含量(质量分数)分别为89.01%、91.53%;4.65%%、3.25%;0.80%、0.15%,两月间差异极显著(P<0.01);灰分、粗脂肪含量分别为3.02%,2.79%;0.28%,0.33%,两月间无显著性差异.仿刺参体壁中的必需氨基酸含量分别占氨基酸总量的30.08%和20.02%,变异系数为20.18%,说明两月仿刺参体壁中的必需氨基酸含量占氨基酸总量的变化较大;8月和11月仿刺参体壁中廿碳五烯酸(EPA)含量分别为9.94%和11.24%,廿二碳六烯酸(DHA)含量分别为5.83%和7.02%,变异系数分别为8.71%和13.01%,表明8月与11月仿刺参体壁中的EPA、DHA含量有较大变化,11月高于8月.     

低溶氧胁迫对刺参(Apostichopus japonicus)氧化应激指标的影响

为探明低氧胁迫对刺参(Apostichopus japonicus)抗氧化能力的影响以及刺参的低氧逆境响应机制,给低氧环境条件下的刺参养殖提供指导,本研究通过设置低氧胁迫实验,将刺参在水体低氧[(2.0±0.2) mg/L]8 h 处理后恢复常氧[(7.0±0.2) mg/L]2.5 h,取低氧和常氧不同时间段的刺参肌肉、呼吸树和消化道组织,对各组织的乳酸(LD)、丙二醛(MDA)和抗氧化酶系等应激参数进行测定和变化趋势分析。结果显示,与对照组相比,在低氧胁迫8 h 内,随着低氧暴露时间的延长,刺参肌肉、呼吸树和消化道等组织中的 LD 含量、抗氧化能力(T-AOC)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽-S-转移酶(GST)活力显著上升;超氧化物歧化酶(SOD)活力显著下降;肌肉组织中的 MDA 含量显著降低,呼吸树和消化道中的 MDA 含量显著上升。在恢复常氧阶段,各氧化应激指标逐渐恢复到正常水平。低氧胁迫使刺参的有氧代谢减弱,无氧代谢增强,以维持机体能量需求。低氧胁迫造成刺参机体各种应激生化指标上升或下降,这是机体为适应低氧环境刺激而作出的一种抗氧化策略。     

仿刺参纤维胶凝蛋白基因的分子特征及表达分析

纤维胶凝蛋白是非特异性免疫系统中的重要分子。通过转录组测序及cDNA末端快速克隆技术得到一条仿刺参纤维胶凝蛋白基因的全长cDNA序列,并将其编码的蛋白命名为仿刺参纤维胶凝蛋白-1。获得的基因cDNA全长为1951bp,其中5′-末端非翻译区为397bp,3′-末端非翻译区为666bp,开放阅读框为888bp,编码295个氨基酸,N端16个氨基酸为信号肽,信号肽后面有两个G-X-Y重复序列,C端为纤维蛋白素原结构域。采用实时荧光定量PCR方法分析了仿刺参纤维胶凝蛋白-1基因在仿刺参幼参不同组织及细菌脂多糖刺激后的时序表达规律,结果显示仿刺参纤维胶凝蛋白-1基因在仿刺参的肠道、呼吸树、体腔细胞和体壁均有表达,且肠道的表达量最高;脂多糖刺激后,4种组织的仿刺参纤维胶凝蛋白-1基因表达量均有变化,且以肠道和体壁表达量的变化最为显著;此外,仿刺参纤维胶凝蛋白-1基因在仿刺参4种组织中的表达量变化具有不同的时序性,表明仿刺参纤维胶凝蛋白-1可能在仿刺参免疫应答中起重要作用。     

刺参吐脏再生的组织学研究

以中国山东地区的养殖刺参（Apostichopus jalxmicus）为研究材料，将体长10～15cm的刺参，通过注射KCI（0．35mol／L）诱导吐脏。采用组织学方法对刺参吐脏和再生过程进行观察，结果表明，刺参吐脏后便开始再生，吐脏后的第2天可观察到呼吸树主干及分支结构。腹部肠系膜在吐脏后逐渐增厚，第5天可观察到肠上皮与肌肉组织，再生出具有功能的新肠管的时间大约为2周。本研究旨为刺参再生的进一步研究以及刺参的养殖生产提供基础理论依据。     

“胃萎缩症”仿刺参幼体及亲参组织中病毒观察

海参含有丰富的蛋白质和粘多糖,营养和药用价值极高.全世界海参约有1200种,在我国海域分布的有140多种,其中以黄、渤海的仿刺参(Apostichopus japonicus)品质最佳[1].近几年,仿刺参(俗称"刺参")人工养殖已成为辽宁、山东沿海水产业重要的养殖品种之一和新的经济增长点.     

太平洋牡蛎不同组织DNA甲基化的F-MSAP分析

采用荧光标记的甲基化敏感性扩增多态性(F-MSAP)技术对太平洋牡蛎(Crassostrea gigas)的6个组织进行全基因组CCGG位点甲基化水平的检测。结果表明: 鳃、闭壳肌、外套膜、唇瓣、性腺、消化盲囊6个组织的甲基化水平分别为: 31.77%、36.41%、32.00%、36.47%、32.77%和37.92%。甲基化模式分为全甲基化和半甲基化, 在太平洋牡蛎中, 全甲基化模式与总体甲基化水平一致, 消化盲囊、唇瓣、闭壳肌组织的甲基化水平较高, 而鳃、外套膜、性腺组织的甲基化程度较低; 半甲基化位点显著少于全甲基化位点, 并且不同组织间的半甲基化位点不存在显著性差异, 而从全甲基化位点及总甲基化水平分析, 不同组织之间甲基化水平差异显著。太平洋牡蛎中存在组织特异性甲基化片段和非组织特异性甲基化片段, 但却只在一个或部分个体中出现, 没有发现在所有研究个体中都存在的甲基化差异片段, 这可能与牡蛎较高的杂合度相关。对实验样品进行的荧光标记的扩增片段长度多态性(F-AFLP)分析发现, 样品间的确存在较大的遗传差异, 基于以上结果可以推测基因组甲基化水平可能与个体遗传背景相关联。

     

饲料中间隔添加壳寡糖对仿刺参生长、非特异性免疫和抗病力的影响

壳寡糖是良好的免疫增强剂,但在水生动物的应用还十分有限。本研究通过间隔投喂方式研究壳寡糖对仿刺参生长性能、非特异性免疫能力、消化能力、组织学和抗病力的影响。实验挑选体质量(18.51 ± 0.28)g仿刺参,对照组饲喂基础饲料,实验组以3天1次的饲喂频率饲喂含0.5%的壳寡糖饲料,其余时间饲喂基础饲料,进行8周的养殖试验后,测定该饲喂方式下仿刺参的生长性能、非特异性免疫能力、肠道消化酶、肠道和呼吸树组织学以及对灿烂弧菌的抗病力。结果显示,3天1次的饲喂频率下,仿刺参特定生长率和存活率几乎未受影响,但显著提高了脏壁比和肠壁比(P < 0.05);在免疫指标方面,显著提高了仿刺参体腔细胞的吞噬活性和呼吸爆发能力(P < 0.05),以及体腔细胞和肠道的酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(AKP)、溶菌酶(LZM)和总一氧化氮合酶(T-NOS)的活性(P < 0.05),其中肠道AKP和LZM活性分别提高了70.06%和156%,且acp、akp、lzm基因表达量显著提高(P < 0.05),其中肠道akp和lzm基因表达量分别提高了13.47%和22.36%;抗氧化指标结果显示,显著提高了仿刺参体腔细胞过氧化氢酶(CAT)活性(P < 0.05),而体腔细胞和肠道的丙二醛(MDA)含量无显著差异(P > 0.05);组织学结果显示,该饲喂频率显著提高了前肠肌肉层厚度和浆膜层厚度,中肠和后肠的皱襞高度和宽度;灿烂弧菌(Vibrio splendidus)攻毒结果显示,实验组仿刺参的相对保护率达到66.67%。综上,3天1次的饲喂频率能够一定程度上提高仿刺参的生长性能,非特异性免疫酶活性,明显改善肠道结构,研究结果可为壳寡糖对仿刺参作用机制的研究及投喂频率的确定提供数据支撑和理论依据。     

仿刺参微卫星标记的筛选及群体遗传结构分析

采用FIASCO(Fast Isolation by AFLP Sequences Containing Repeats)方法构建了仿刺参基因组富集CA微卫星序列的基因组短片段文库,筛选得到118条微卫星DNA序列。根据重复单元的排列特点,完美型共83个,占70.4%;非完美型共30个;占25.4%;复合型标记5个,占4.2%。选取其中20条微卫星序列设计引物进行多态性检测,并利用这20对引物对采自中国、韩国(西海岸及东海岸)、俄罗斯和日本沿海的野生仿刺参以及美国沿海的具疣拟刺参进行遗传多样性水平和遗传结构分析。结果表明,所设计的20对引物的扩增产物均具有多态性,其中16个位点为高度多态(PIC>0.5)。遗传多样性分析结果显示,20个微卫星座位的平均观察杂合度(Ho)和平均期望杂合度(He)分别为0.39和0.69,共检测到231个等位基因(102个有效等位基因),在每个座位上获得3～20个等位基因,平均等位基因数为11.6个,20个位点在6个群体中不同程度偏离遗传平衡(P<0.05),所有群体在整体上均表现为杂合子缺失(Fis>0);5个仿刺参群体间的遗传相似系数在0.71以上,相似性较高,而仿刺参群体与具疣拟刺参的相似性则较低。聚类分析结果表明,中国群体与韩国西海岸群体聚类成一支,而俄罗斯群体、韩国东海岸群体和日本群体聚类成另外一支,聚类的先后与它们在地理分布上的海域位置有一定的相关性。     

干露胁迫对日本囊对虾呼吸代谢酶活性和RNA/DNA比值的影响

研究了干露胁迫0.5、1、3 h对日本囊对虾(Marsupenaeus japonicus)肝胰腺呼吸代谢酶活性和肌肉RNA/DNA比值的影响。结果显示,与对照组相比,干露胁迫0.5 h和1 h对肝胰腺细胞色素氧化酶(CCO)、琥珀酸脱氢酶(SDH)、延胡索酸还原酶(FRD)和乳酸脱氢酶(LDH)活性无影响;干露胁迫3 h,CCO和SDH活性显著降低(P0.05),而FRD和LDH活性显著升高(P0.05)。入水恢复24 h,3个试验组CCO、SDH和FRD活性逐渐恢复至对照组水平,而干露胁迫3 h试验组LDH活性仍显著高于对照组(P0.05)。干露胁迫0.5 h对肌肉RNA/DNA比值无显著性影响(P0.05),而干露胁迫1 h和3 h RNA/DNA比值显著降低(P0.05),入水24 h时均可恢复至对照组水平。研究表明,干露胁迫对日本囊对虾呼吸代谢酶和RNA/DNA比值有显著影响,会降低其生理代谢能力,但机体在胁迫3 h内具有自我恢复能力;CCO、SDH、FRD和LDH可以作为其应答干露胁迫的监测指标。