氨氮胁迫下中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)谷氨酸脱氢酶基因的表达分析

采用 RACE 技术克隆获得中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)谷氨酸脱氢酶 GDH 基因(FcGDH)。FcGDH 基因全长1779 bp,包括1个1659 bp 的开放阅读框(ORF),编码552个氨基酸,预测分子量大小为61.3 kDa,理论等电点为6.54。同源性分析显示,FcGDH 氨基酸序列与其他动物高度保守,其中,与凡纳滨对虾最为相似,高达98%,其次为中华绒螯蟹,为89%。系统进化树分析显示,FcGDH 氨基酸序列与凡纳滨对虾 GDH 聚为一支,之后依次为：中华绒螯蟹、黑腹果蝇、埃及按蚊。组织表达分析发现,FcGDH 基因在肌肉、鳃、肝胰腺、胃、肠、淋巴和血淋巴中均有表达,其中,肌肉中表达量最高。氨氮胁迫后,FcGDH 基因在肌肉和肝胰腺组织中变化显著,在胁迫后期,FcGDH 基因表达量均上调,且与对照组相比差异显著(P<0.05),说明 FcGDH 基因在氨氮解毒代谢过程中发挥了重要作用。     

中国对虾(Fenneropenaeus chinensis)“黄海3号”新品种的培育

2006年收集中国对虾“黄海1号”保种群以及海州湾、莱州湾2个野生群体为基础群体构建核心育种群,采用群体选育技术以仔虾Ⅰ期耐氨氮胁迫成活率和收获时对虾体重为选育指标,经过连续5代选育,培育出中国对虾“黄海3号”新品种。新品种耐氨氮胁迫能力强,仔虾Ⅰ期成活率较商品苗种提高21.2%,养殖成活率提高15.2%;生长速度快,收获对虾平均体重较商品苗种提高11.8%。AFLP技术分析获得5代选育群体的平均多态位点比例分别为42.28%、40.64%、40.32%、39.95%和38.05%。研究结果显示,随着选育世代的增加,选育群体的遗传多样性呈现下降趋势,但随着选育时间的延长,世代之间的分化逐渐降低,群体的遗传结构开始趋于稳定。     

中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis) coat-ε基因全长cDNA克隆及组织分布

coat-ε基因表达的蛋白是组成 COPⅠ的 coatomer 复合体的一个亚基,为获得中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis) coat-ε基因全长序列,采用cDNA末端快速扩增(Rapid amplification of cDNA end, RACE)技术,扩增出coat-ε基因的3￠端和5￠端,测序结果经DNAMAN比对拼接得出coat-ε基因全长,基因全长1402 bp,5￠非编码区(UTR)84 bp,3￠非编码区(UTR)310 bp,开放阅读框1008 bp,预测编码335个氨基酸,其中,第230–300的氨基酸属于TPR超家族,SignalP 3.0 Server预测氨基酸序列没有信号肽,TMHMM Server v.2.0分析此氨基酸不存在跨膜结构,PSORTⅡ Prediction预测该蛋白位于线粒体、细胞质、内质网中,属胞内蛋白。系统进化树显示,中国明对虾的coat-ε基因与节肢动物门的动物亲缘关系相近。采用实时荧光定量方法分析该基因在鳃、上皮、胃、肌肉、肝胰腺等不同组织中的相对表达,结果显示,coat-ε在肌肉中的相对转录表达量最高,在鳃和附肢的表达次之。本研究获得的中国明对虾coat-ε全长序列,可为该基因功能研究提供基础。     

尼罗罗非鱼p38MAPK基因克隆与表达分析

为了探究p38MAPK与尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)免疫功能的相关性,本实验运用cDNA末端快速扩增技术(rapid amplification of cDNA ends,RACE)获得尼罗罗非鱼埃及品系ntp38MAPK的cDNA全长序列,结果显示,该序列全长1789 bp,开放阅读框(Open Reading Frame,ORF)长1086 bp,5′非编码区(Untranslated Region,UTR)长342 bp,3′UTR为361 bp。ORF编码361个氨基酸,预测分子量为41.598 kD,理论等电点为5.10。序列含有p38家族典型保守的Thr-Gly-Tyr(TGY)双磷酸化位点以及紧密相连的底物结合位点Ala-Thr-Arg-Trp(ATRW)。同源性以及系统进化树分析结果显示,尼罗罗非鱼的p38MAPK与大黄鱼(Larimichthys crocea)和鲈(Dicentrarchus labrax)的相似性最高。采用qRT-PCR的方法研究了ntp38MAPK在各组织以及无乳链球菌感染过程中的表达差异情况,结果显示,ntp38MAPK在各组织均有表达,其中在肌肉的表达量最高,心脏、肝脏、脾脏次之,头肾中的表达量最低。无乳链球菌感染过程中,脾脏、头肾中ntp38MAPK的表达量在2 h开始上调,肝脏中4 h开始上调,8 h后肝脏、脾脏和头肾中的表达量都有所下降,24~72 h趋于平稳,表明ntp38MAPK在尼罗罗非鱼抵抗链球菌侵染过程中发挥重要作用。     

中国明对虾MKK4基因克隆及其在氨氮胁迫下的表达分析

为初步研究中国明对虾MKK4的生物学功能,采用RACE技术克隆获得中国明对虾MKK4基因全长cDNA序列,并对该序列进行分析。结果显示,中国明对虾MKK4基因全长为2 064 bp,开放阅读框长1 221 bp,5'非编码区长214 bp,3'非翻译区长629 bp。将该基因命名为FcMKK4。推测该基因编码406个氨基酸,预测分子量为45.94 ku,理论等电点为8.50。同源性和系统进化分析发现FcMKK4与肩突硬蜱和印度跳蚁的同源性分别为80%和78%,与其他节肢动物MKK4聚为一支。荧光定量RT-PCR结果表明,FcMKK4基因在肌肉中的相对表达量最高,其次为肝胰腺。氨氮胁迫后该基因在中国明对虾肌肉、肝胰腺、血细胞、鳃、心脏、肠和胃中的表达量均显著增加,并有不同的时空表达谱式,表明FcMKK4可能参与中国明对虾非生物胁迫的应答反应。     

中国明对虾caspase2基因克隆及其在抗白斑综合征病毒中的表达分析

采用RACE技术克隆获得中国明对虾caspase2基因cDNA序列全长,并对该序列进行分析。结果显示,中国明对虾caspase2基因全长为1517 bp,开放阅读框长924 bp,5'非编码区长78 bp,3'非编码区长515 bp,命名为FcCasp2。推测该基因编码307个氨基酸,预测分子量为34.21 ku,理论等电点为7.62。同源性和系统进化分析发现,FcCasp2基因与凡纳滨对虾caspase2和斑节对虾caspase的相似性分别为88%和80%,与其他节肢动物caspase家族基因聚为一类。荧光定量RT-PCR结果显示,FcCasp2基因在肝胰腺中的相对表达量最高,在肌肉中表达量最低。WSSV感染后该基因在中国明对虾肌肉、肝胰腺和鳃丝中的表达量有不同的时空表达趋势,表明FcCasp2基因可能参与中国明对虾生物胁迫的应答反应。     

中国明对虾MKK3 基因cDNA 克隆及其在氨氮胁迫下的表达

采用RACE技术克隆获得中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)丝裂原活化蛋白激酶激酶3(MKK3)基因全长c DNA序列,并对该序列进行分析。结果表明,该基因全长为1434 bp,开放阅读框长1011 bp,5′非编码区长33 bp,3′非编码区长390 bp,将该基因命名为Fc MKK3。推测该基因编码336个氨基酸,分子量为37.89 k D,理论等电点为6.08。同源性和系统进化分析表明,Fc MKK3基因与丽蝇蛹集金小蜂(Nasonia vitripennis)和地中海实蝇(Ceratitis capitata)的相似性分别为69%和68%,与其他节肢动物MKK3聚为一类。荧光定量RT-PCR结果表明,Fc MKK3基因在肌肉中的相对表达量最高,其次为鳃。氨氮胁迫后该基因在中国明对虾肠、鳃、胃、心脏、肝胰腺、肌肉和血细胞中的表达量均显著增加,并有不同的时空表达趋势,表明Fc MKK3基因可能在中国明对虾应对非生物胁迫反应的过程中起着重要的作用。     

中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)外部性征的分化及发育

中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)的性别分化和生殖器官发育是其繁殖生物学的重要部分,也是进行性别调控的基础.经过2年的取样观察,研究了中国明对虾雌性纳精囊和雄性交接器的分化与发育过程.结果显示,早在仔虾后16d (16 days post-larva,PL16)即开始雌雄分化,此时,雌虾第4与第5对步足间腹甲处的锥突出现明显下陷,而雄虾的没有下陷.PL54时,雌虾纳精囊瓣膜出现,然后继续发育,到PL124时形成纳精囊雏形;雄虾交接器发育较晚,到PL54时,雄虾第1泳足的内肢才出现分化,在PL106基本形成雄性交接器.     

中国明对虾FBA基因克隆及其在白斑综合征病毒感染中的表达及功能分析

醛缩酶(FBA)是糖酵解和糖异生中的关键酶,参与多种生物过程。本研究采用RACE技术,克隆获得中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)FBA基因(Fc FBA)的全长c DNA序列,并对其进行生物信息学分析。结果显示,中国明对虾Fc FBA基因的c DNA全长为2496 bp,其中,ORF长1098 bp,5~′UTR长79 bp,3~′UTR长1319 bp。完整的阅读框编码365个氨基酸,分子量为39.8 k Da,预测的理论等电点为6.6。同源性及系统进化分析表明,Fc FBA与节肢动物的FBA聚为一类,与卤虫(Artemia franciscana)、家蚕(Bombyx mori)、沙漠蝗(Schistocerca gregaria)的相似度分别是86%、79%和78%。荧光定量PCR结果显示,Fc FBA在肌肉中的相对表达量最高,肝胰腺中最低。WSSV感染后,该基因在鳃、肝胰腺和肌肉中呈现出不同的时空表达特点。ds RNA干扰24 h以后,抑制效率达到最大。与PBS对照组相比,Fc FBA干扰组(ds RNA组)加快了对虾染病后的死亡速度。本研究表明,Fc FBA基因可能参与了中国明对虾生物胁迫的应答反应。     

中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis) Tetraspanin-3与WSSV的体外相互作用

Tetraspanin-3是四跨膜蛋白超家族的一员,在信号转导和免疫等过程中起到重要作用。本研究将中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis) Tetraspanin-3 (FcT3)的大胞外环区(Large extracellular loop, LEL)基因片段克隆,与原核表达载体pBAD/gⅢA连接,获得重组表达载体pBAD/gⅢA-T3L,转化入大肠杆菌TOP 10中,用L-阿拉伯糖(L-Arab)诱导并经钴离子亲和层析纯化得到重组蛋白。质谱分析显示,纯化的重组蛋白为FcT3。用地高辛将FcT3L标记并与WSSV作用,Far-western分析显示,FcT3L与VP26结合。ELISA实验结果显示,FcT3L与VP26蛋白的相互作用随VP26量的增加而增强。推测FcT3通过与VP26作用介导病毒核衣壳的入胞过程。     

中国对虾甘氨酸脱羧酶的基因克隆、表达及其与抗WSSV的关联分析

本研究采用RACE技术克隆获得中国对虾(Fenneropenaeuschinensis)甘氨酸脱羧酶基因(Fc GLDC)的全长cDNA及DNA序列,并对其进行生物信息学分析。结果显示,FcGLDC基因的cDNA全长为3481 bp,其中,ORF为2829 bp,5￠UTR长17 bp,3￠UTR长86 bp。完整的阅读框编码942个氨基酸,分子量为104.66 kDa,预测的理论等电点为6.51。FcGLDC基因DNA序列全长共4964bp,包含12个外显子和11个内含子。同源性及系统进化分析显示,FcGLDC基因与节肢动物的GLDC基因聚为一类;氨基酸序列比对发现,Fc GLDC基因的蛋白序列与节肢动物的相似度最高,与内华达白蚁(Zootermopsis nevadensis)、体虱(Pediculus humanus corporis)和白纹伊蚊(Aedes albopictus)的相似度分别为71%、68%和68%。在鳃、肝胰腺和肌肉中的荧光定量PCR结果显示,FcGLDC在肌肉中的相对表达量最高,鳃中最低。WSSV感染后,该基因在鳃、肝胰腺和肌肉中呈现出了不同的时空表达特点。使用直接测序法结合质谱法,在该基因内部发现4个SNP位点,但是各位点与抗WSSV性状均不相关(P0.05)。本研究表明,FcGLDC基因在对虾感染WSSV后的应答反应中或起一定作用。     

中国明对虾天门冬氨酸转氨酶基因的克隆及氨氮胁迫对其时空表达的影响

利用RACE技术克隆获得中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)天门冬氨酸转氨酶GOT基因(FcGOT)。FcGOT 基因cDNA全长为1 910 bp, 其中, 开放阅读框1 284 bp, 编码427个氨基酸。同源性分析表明, 中国明对虾天门冬氨酸转氨酶GOT氨基酸序列与其他节肢动物高度保守, 与克氏原螯虾(Procambarus clarkii) 和桔粉蚧壳虫 (Planococcus citri) 的同源性分别为78%和73%。系统进化分析表明, FcGOT基因氨基酸序列与克氏原螯虾GOT聚为一支。组织表达分析发现FcGOT基因在肝胰腺、鳃、血细胞、肌肉、心脏、淋巴中均有表达, 其中肝胰腺中表达量最高。氨氮胁迫后, 荧光定量PCR分析结果表明, FcGOT基因在肝胰腺和鳃组织中的表达与对照组相比具有显著差异(P<0.05), 表明FcGOT基因在氨氮代谢方面具有重要的作用, 参与了中国明对虾机体的急性氨氮胁迫应答反应。

     

pH、氨氮胁迫对中国对虾HSP90基因表达的影响

研究了pH、氨氮胁迫对中国对虾Fenneropenaeus chinensis血细胞、肝胰腺、鳃和肌肉组织HSP90基因时空表达的影响.分别将中国对虾暴露于pH7.0、9.0的水体中148h和不同氨氮浓度的水体中96h,结果表明,pH（7.0,9.0）胁迫条件下中国对虾鳃、肌肉和血细胞HSP90基因表达均上调,肝胰腺HSP90基因表达对两种pH胁迫差异明显：pH7.0胁迫条件下,HSP90基因表达3h达峰值后明显降低;pH 9.0胁迫时,HSP90基因表达水平逐渐升高,整个胁迫过程中均显著高于对照组（P＜0.05）,说明中国对虾肝胰腺组织是高pH胁迫的响应器官.6mg/L氨氮浓度组鳃和肌肉组织HSP90基因表达水平24h达最高值,分别为对照组的5.46和1.55倍;各胁迫组肝胰腺和血细胞HSP90基因表达水平分别于6h和48h达到最高值,为对照组的1.33～2.08倍和2.20～5.45倍.肝胰腺组织对氨氮胁迫表现敏感,短时间内（6h）通过上调HSP90基因表达水平保护细胞;鳃组织HSP90基因表达波动范围最大,说明鳃组织需要更高表达量的HSP90保护细胞.当氨氮浓度持续48～96h维持在2～6mg/L,各组织HSP90基因表达水平显著降低.     

中国对虾ATG5基因的克隆及其在pH、碳酸盐碱度胁迫下的表达分析

采用cDNA末端快速扩增(RACE)技术获得中国对虾(Fenneropenaeus chinensis) ATG5基因cDNA全长,命名为FcATG5。利用实时荧光定量技术分析了FcATG5的组织表达及其在pH和碳酸盐碱度胁迫下的表达特征,并利用RNAi技术验证其功能。基因分析显示,FcATG5 cDNA全长为2225 bp,开放阅读框为810 bp,编码269个氨基酸,预测其编码的蛋白质分子量为31.103 kDa,理论等电点为5.59,为疏水性蛋白,包含1个APG5自噬相关蛋白结构域,无跨膜结构,不包含信号肽。同源性和系统进化分析显示,FcATG5具有高度保守性,与凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)同源性最高(98.14%)。组织表达分析显示,FcATG5在中国对虾各组织中均有表达,肌肉中表达量最高(P<0.05),血淋巴细胞中最低(P<0.05)。pH胁迫后48 h,FcATG5在鳃中的表达量最低,为对照组的1.68倍;胁迫后96 h最高,为对照组的2.67倍。碳酸盐碱度胁迫后12 h,FcATG5在鳃中表达量最高,为对照组的2.77倍;胁迫后96 h最低,为对照组的1.30倍。干扰实验结果显示,pH和碳酸盐碱度胁迫下,沉默FcATG5基因会使中国对虾死亡率显著增高(P<0.05),表明该基因的表达量越高,越有利于中国对虾存活。实时定量结果表明,FcATG5在pH、碳酸盐胁迫下的表达量均显著升高(P<0.05),推测自噬可能参与中国对虾应对非生物胁迫的调控。本研究结果对水生动物特别是甲壳动物中细胞自噬研究具有重要的借鉴意义,有助于推进中国对虾盐碱水养殖的研究进程。     

团头鲂(Megahbrama amblycephala) Caspase 9 基因全长cDNA的克隆及在氨氮胁迫下的表达分析

为了解团头鲂(Megahbrama amblycephala) Caspase 9基因序列特征及其在氨氮胁迫过程中的作用,应用末端快速扩增(Rapid amplification of cDNA ends,RACE)技术克隆得到团头鲂Caspase 9基因全长1613 bp的cDNA序列,包括185 bp的5 '末端非翻译区(Untranslated regions,UTR)、96 bp的3'UTR、1332 bp的开放阅读框(Open Reading Frame,ORF).氨基酸多序列比对显示,平均同源性为77.74％,表明团头鲂Caspase9基因具有较高的保守性;系统进化分析显示,该基因氨基酸序列与其他鱼类Caspase 9聚为一支,并与锦鲤(Cyprinus carpio) Caspase 9亲缘关系较近;荧光定量PCR结果显示,Caspase 9基因在团头鲂各组织中均有表达,在脑中表达量最高,在肌肉中表达量最低,同时,在胁迫和恢复过程中,该基因在肝和脑中的表达规律相似,均在胁迫期间出现表达量上调,整体呈类似波浪形表达谱.研究结果表明,氨氮胁迫下,Caspase 9基因参与团头鲂的免疫防御,并与细胞凋亡分子过程有关.本研究结果可为进一步了解团头鲂应答氨氮胁迫分子机制提供理论依据.     

中国对虾血蓝蛋白基因cDNA的克隆与序列分析

利用3’和5’RACE技术从中国对虾Fenneropenaeus chinensis肝胰腺中克隆了1个血蓝蛋白基因FCHc,FCHc基因cDNA全长为2161bp。其中,开放阅读2 034bp,编码678个氨基酸,预测分子量为77.59 kDa。FCHc序列与凡纳滨对虾Litopenaeus vannamei血蓝蛋白同源性为82%,与日本囊虾Marsupenaeus japonicas同源性为85%。Real-timePCR实验结果表明,FCHc在肝胰腺中的相对表达量最高,在心脏和表皮中几乎不表达。该基因在鳗弧菌和对虾白斑综合征病毒(WSSV)感染后的对虾肝胰腺中的表达量显著增加,并具有不同的时空表达趋势,提示中国对虾FCHc基因在免疫反应中具有重要作用。