仿刺参β-actin基因的克隆及在各组织中的表达

参考海葵Nematostella vectensis在GenBank中的β-actin基因mRNA部分序列(XM_001630533)设计引物,对仿刺参Apostichopus japonicus进行特异的PCR扩增,将扩增产物测序分析,再根据测序结果设计仿刺参专用β-actin引物ACT1/ACT2,对不同退火温度和循环次数条件下的该基因RT—PCR产物进行了对比。本研究中首次克隆了仿刺参的β-actin基因,为今后仿刺参目的基因表达的半定量分析研究奠定了基础。     

仿刺参ghitm基因的克隆及LPS诱导后的表达分析

根据GenBank中登录的仿刺参Apostichopus japonicus ghitm基因的EST片段,采用RACE扩增法克隆了仿刺参ghitm基因的c DNA全长序列,并利用qRT-PCR技术检测了经LPS诱导后仿刺参ghitm的表达变化情况。结果表明:仿刺参ghitm基因(Aj-ghitm)的c DNA序列全长为1325 bp,包含一个1005 bp编码334个氨基酸的开放阅读框,序列两端分别为140 bp的5'UTR和180 bp的3'UTR。序列分析结果显示,Aj-ghitm编码的蛋白含有一个8次跨膜结构域,与Gen Bank中登录的紫色球海胆GHITM蛋白的氨基酸序列相似度为65.4%,且在系统发育树中聚为一支;qRT-PCR检测结果表明,经LPS刺激可诱导仿刺参体腔细胞Aj-ghitm mRNA的表达且呈先下降后升高最后回复到接近正常水平的趋势,在24 h时上升到最高,随后下降。本研究是有关棘皮动物ghitm基因的首次报道,其结果可为进一步探讨ghitm在仿刺参抗细菌感染以及生长发育等方面的功能及作用机制提供参考。     

仿刺参ghitm基因的克隆及LPS诱导后的表达分析

根据GenBank中登录的仿刺参Apostichopus japonicus ghitm基因的EST片段,采用RACE扩增法克隆了仿刺参ghitm基因的cDNA全长序列,并利用qRT-PCR技术检测了经LPS诱导后仿刺参ghitm的表达变化情况。结果表明：仿刺参ghitm基因( Aj-ghitm)的cDNA序列全长为1325 bp,包含一个1005 bp编码334个氨基酸的开放阅读框,序列两端分别为140 bp的5’UTR和180 bp的3’UTR。序列分析结果显示, Aj-ghitm编码的蛋白含有一个8次跨膜结构域,与GenBank中登录的紫色球海胆GHITM蛋白的氨基酸序列相似度为65·4%,且在系统发育树中聚为一支; qRT-PCR检测结果表明,经LPS刺激可诱导仿刺参体腔细胞Aj-ghitm mRNA的表达且呈先下降后升高最后回复到接近正常水平的趋势,在24 h时上升到最高,随后下降。本研究是有关棘皮动物ghitm基因的首次报道,其结果可为进一步探讨ghitm在仿刺参抗细菌感染以及生长发育等方面的功能及作用机制提供参考。     

仿刺参cytb和β-actin基因表达稳定性比较

基因表达分析需要采用内参基因来校正目的基因的表达量。采用半定量RT-PCR的方法分析了cytb和β-actin基因在仿刺参(Apostichopus japonicus)未受精卵、受精卵、多细胞期、囊胚期、原肠期、小耳状幼体、中耳状幼体、大耳状幼体、樽型幼体、五触手幼体、稚参11个发育阶段和幼参的体壁、体腔细胞、肠道和呼吸树中的表达情况。结果表明:cytb在不同发育阶段和不同组织中稳定表达;β-actin基因在稚参之前不同发育阶段中表达水平有显著差异,在幼参的体壁、肠道和呼吸树中稳定表达。此外,cytb在lipopolysaccgarides (LPS)刺激前后的原肠胚、小耳状幼体、中耳状幼体、大耳状幼体、樽型幼体、稚参和幼参四种组织中表达量无显著差异;β-actin基因在LPS刺激前后的幼参体腔细胞、肠道和呼吸树中表达量无显著差异。本研究为仿刺参功能基因表达分析中,cytb与β-actin基因作为内参基因的可行性提供了依据。     

仿刺参过氧化氢酶基因全长cDNA的克隆及表达分析

研究仿刺参（Apostichopus japonicus）免疫相关基因的功能和作用机制可为仿刺参养殖病害的防控提供科学依据。克隆了仿刺参过氧化氢酶（catalase）基因的全长cDNA序列,全长1 885 bp,其中5′\|非翻译区（5′\|untranslated region,UTR）长76 bp,3′\|UTR长306 bp,开放阅读框（open reading frame,ORF）1 503 bp,编码500个氨基酸,预测蛋白分子量为56.56 kDa。氨基酸序列比对结果显示,仿刺参Catalase与三角帆蚌（Hyriopsis cumingii）和紫海胆（Strongylocentrotus purpuratus）的相似度最高,为75%。仿刺参catalase cDNA推导的氨基酸序列具有过氧化物酶定位信号PTS2、与还原型辅酶Ⅱ(NADPH) 结合的氨基酸残基及与其它物种高度保守的Catalase近端血红素配体签名序列（351RLFSYSDTH359）。系统进化分析显示仿刺参处于无脊椎动物分支中,和紫海胆位于同一小支上。实时定量PCR结果显示,catalase mRNA在仿刺参肠、体壁、肌肉、呼吸树、体腔细胞和管足中均有表达,在肠中表达量最高。在细菌脂多糖LPS刺激后4 h,体腔细胞中catalase mRNA表达量显著升高,表明仿刺参的catalase基因在应对外来病原菌刺激的免疫应答中发挥了重要作用。     

仿刺参profilin基因全长cDNA的克隆及表达分析

仿刺参（Apostichopus japonicus）是我国北方沿海重要养殖品种之一。克隆了仿刺参profilin基因全长cDNA序列,并分析了基因的表达规律。该基因cDNA序列全长787 bp,5′-非翻译区（5′-untranslated region,UTR）长205 bp,3′-UTR长204 bp,开放阅读框378 bp,编码125个氨基酸,预测蛋白分子量13.4 kDa。仿刺参Profilin蛋白的PROF保守结构域中含有肌动蛋白互作位点、多聚脯氨酸结合位点和PIP2互作位点。氨基酸序列比对结果显示,仿刺参Profilin与丝盘虫（Trichoplax adhaerens）和囊舌虫（Saccoglossus kowalevskii）相似度最高,为46%。Quantitative real-time PCR结果显示,profilin mRNA在仿刺参未受精卵、受精卵、多细胞期、囊胚期、原肠期、小耳状幼体、中耳状幼体、大耳状幼体、樽型幼体、五触手幼体和稚参11个发育阶段及幼参的体壁、体腔细胞、肠道和呼吸树中均有表达;在仿刺参的不同发育阶段中,未受精卵至原肠期profilin mRNA表达量低,从小耳状幼体至稚参表达量增高;在仿刺参的不同组织中,profilin mRNA在体腔细胞中的表达量最高。经过棘皮动物免疫系统有效激活物脂多糖LPS的刺激,体腔细胞中profilin mRNA表达量显著升高,为仿刺参养殖病害的防控提供科学依据。     

奥利亚罗非鱼β-actin基因的克隆与结构分析

β-actin在真核细胞的生理过程中起着重要作用,其序列具有高度保守性,是一种管家基因。通过RT-PCR方法克隆出奥利亚罗非鱼(Oreochromis aureus)β-actin的部分cDNA序列,其长度为424 bp,翻译成138个氨基酸,计算的蛋白质分子量为15.5 ku。氨基酸同源性分析显示,奥利亚罗非鱼β-actin与真鲷(Pagrus major)、斑马鱼(Danio rerio)、青鳉(Oryzias latipes)、龙溪鳉(Rivulus marmoratus)的相似性最高,为99.3%;与鲫(Carassius auratus)、红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)等其它鱼的相似性也较高,为97.8%～98.6%。此外,还克隆出了奥利亚罗非鱼β-actin相应的DNA序列,共619 bp。cDNA和DNA的序列比对显示克隆出的奥利亚罗非鱼β-actin含有2个内含子,这为将来设计β-actin荧光定量PCR引物以及测定其在不同组织中的表达量变化打下基础。     

仿刺参横切再生的研究

以旅顺龙王塘海区自然生长的仿刺参Apostichopus japonicus 为研究材料,将仿刺参放入含0.54 mol/L MgSO4的海水中麻醉30 min,然后用手术刀从麻醉仿刺参身体的前1/3处、后1/3处和身体中间完全横切,切后放入正常海水中饲育,定期取样观察仿刺参的消化道和体壁形态学的变化.结果表明:仿刺参横切后1 h,体壁伤口便开始收缩,部分个体将体内剩余的消化道由体壁断面处排出体外;切后第6 d,体壁切口基本愈合;切后第20 d,排出消化道的仿刺参开始再生出新的消化道;再生出具有摄食与排泄功能的完整个体大约需要100 d.     

低盐胁迫下仿刺参DD104基因的定量表达分析

以2龄仿刺参Apostichopus japonicus为试验材料,利用实时定量PCR技术分析了DD104基因在仿刺参不同组织中以及低盐胁迫后不同时间的表达情况。结果表明:DD104基因在仿刺参管足中的表达水平最高,在体腔液、触手、呼吸树中的表达水平次之,在体壁、肌肉和肠中的表达水平较低;仿刺参在受到低盐胁迫后,体内DD104 mRNA的表达随盐度胁迫时间的增加呈现波动性增减,胁迫72 h时DD104基因的表达最强,在肌肉和管足中的表达量达到最大;胁迫48 h时肠组织中的表达量最大;胁迫24 h时体腔液中的表达量最大。研究表明,低盐胁迫后DD104基因在仿刺参不同组织中的表达发生变化的时间点不同,低盐胁迫下DD104基因表达量的变化规律说明该基因的表达可能与渗透胁迫密切相关。     

低盐胁迫下仿刺参DD104基因的定量表达分析

以2龄仿刺参Apostichopus japonicus为试验材料,利用实时定量PCR技术分析了DD104基因在仿刺参不同组织中以及低盐胁迫后不同时间的表达情况.结果表明:DD104基因在仿刺参管足中的表达水平最高,在体腔液、触手、呼吸树中的表达水平次之,在体壁、肌肉和肠中的表达水平较低;仿刺参在受到低盐胁迫后,体内DD104 mRNA的表达随盐度胁迫时间的增加呈现波动性增减,胁迫72 h时DD104基因的表达最强,在肌肉和管足中的表达量达到最大;胁迫48 h时肠组织中的表达量最大;胁迫24 h时体腔液中的表达量最大.研究表明,低盐胁迫后DD104基因在仿刺参不同组织中的表达发生变化的时间点不同,低盐胁迫下DD104基因表达量的变化规律说明该基因的表达可能与渗透胁迫密切相关.     

仿刺参新型免疫增强剂的应用

以初始体重为(30±2)g的仿刺参为研究对象,分别注射500μL 1.0 mg·mL-1黄柏提取物、苦参提取物、枸杞多糖提取物、黄芪多糖提取物、菊粉和天蚕素等6种免疫增强剂,对照组注射相同体积的无菌生理盐水,研究免疫增强剂对仿刺参免疫功能的影响.结果表明:注射后第3天,黄柏提取物和菊粉组仿刺参体腔细胞总数量(TCC)显著增加,最高达15×106个·mL-1(P<0.05);菊粉组TCC达到106个·mL-1时的呼吸爆发活性为0.35(P<0.05);黄芪多糖提取物、菊粉和苦参提取物组TCC达到106个·mL-1时的吞噬活性为0.42,与对照组的差异显著(P<0.05);免疫试验组的酚氧化酶(PO)和酸性磷酸酶(ACP)活性在注射后的第3天达到最大值,黄柏提取物组的PO和ACP活性分别达83和0.065 U·mL-1(P<0.05);免疫试验组的超氧化物歧化酶(SOD)活性在注射后的第1天出现最大值,其中以菊粉组的变化最显著(P<0.05),SOD活性达到97 U·mL-1;PO、ACP和SOD活性随着注射时间的延长呈下降趋势,活性与注射时间之间无正比关系,不同免疫增强剂产生的效果不同.     

仿刺参体腔细胞单克隆抗体的制备及特性分析

应用杂交瘤技术制备了4株稳定分泌抗仿刺参Apostichopus japonicus体腔细胞单克隆抗体的杂交瘤细胞株,并对其单克隆抗体的特性进行了分析。结果表明：单抗1C7和1H7主要结合淋巴样细胞,单抗2E8可与所有体腔细胞结合,单抗4E9主要结合球形细胞;单抗2E8、4E9与仿刺参体腔液具有明显的交叉反应,单抗1C7和1H7则与体腔液无交叉反应;单抗1C7和4E9属于IgG1,2E8属于IgG2a,1H7属于IgM亚型;单抗1C7和1H7均可识别相对分子质量为37 000的蛋白,单抗2E8可同时识别相对分子质量为37 000和61 000两种蛋白,单抗4E9可识别相对分子质量为108 000的蛋白。该单抗的制备为进一步研究仿刺参体腔细胞和体腔液之间的关系,体腔细胞的分类、分布、发生、分化及功能提供了新的工具。     

仿刺参7个盐度相关基因在低盐胁迫下的表达模式

从仿刺参Apostichopus japonicus低盐转录组数据库中选取肌腱蛋白-R1 (TN-R1）、肌腱蛋白-R2(TN-R2)、乙酰胆碱受体亚基α-3(CHRNA3）、脂肪酸结合蛋白6(FABP6)、单羧酸转运蛋白2(SLC16A7)、纤维胶凝蛋白1 (Fcn1)、黑素转铁蛋白(Mfi2)共7个盐度调节相关基因, 利用 qRT-PCR 技术分析这7个基因在低盐胁迫下不同组织中的表达水平及表达丰度。结果表明TN-R1基因在仿刺参体腔液中表达水平最高,呼吸树次之,肠表达较低;TN-R2基因在仿刺参体腔液中表达水平最高,在肠中表达较低,呼吸树中不表达。SLC16A7、FABP6、Fcn1、CHRNA3和Mfi2均在体腔液中表达最高。Mfi2基因在体腔液中明显上调表达,在呼吸树组织和肠组织中下调表达,且与对照组均呈显著性差异。Fcn1在体腔液中的表达量在胁迫后1.5 h达到最高,为对照组的669倍,在胁迫48 h之前均呈明显上调。低盐胁迫下这7个基因表达丰度的变化,说明这些基因或作为功能基因直接参与机体的盐度适应的代谢调节,或作为调控基因调节盐度相关功能蛋白的表达和活性来提高仿刺参对低盐胁迫的耐受能力。上述结果表明仿刺参的盐度适应过程是一个需要多基因参与的应激反应信号转导网络,为仿刺参盐度调节适应机制的研究奠定基础。     

仿刺参体腔细胞单克隆抗体的制备及特性分析

应用杂交瘤技术制备了4株稳定分泌抗仿刺参Apostichopus japonicus体腔细胞单克隆抗体的杂交瘤细胞株,并对其单克隆抗体的特性进行了分析。结果表明:单抗1C7和1H7主要结合淋巴样细胞,单抗2E8可与所有体腔细胞结合,单抗4E9主要结合球形细胞;单抗2E8、4E9与仿刺参体腔液具有明显的交叉反应,单抗1C7和1H7则与体腔液无交叉反应;单抗1C7和4E9属于IgG1,2E8属于IgG2a,1H7属于IgM亚型;单抗1C7和1H7均可识别相对分子质量为37 000的蛋白,单抗2E8可同时识别相对分子质量为37 000和61 000两种蛋白,单抗4E9可识别相对分子质量为108 000的蛋白。该单抗的制备为进一步研究仿刺参体腔细胞和体腔液之间的关系,体腔细胞的分类、分布、发生、分化及功能提供了新的工具。     

仿刺参葡聚糖结合蛋白的重组表达与功能研究

β-1,3-葡聚糖结合蛋白(β-1,3-glucan-binding protein,GBP)是一种模式识别受体(Pattern recognition receptor,PRR),可识别病原微生物从而激活机体免疫应答。基于聚合酶链反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)从已测序的仿刺参(Apostichopus japonicus)转录组中克隆了仿刺参葡聚糖结合蛋白基因(AJ-GBP)。核苷酸序列分析表明,该基因全长660 bp,可编码219个氨基酸,不具有信号肽。AJGBP重组蛋白理论分子质量为24.64 kDa,等电点为5.94,属于糖基水解酶家族16,且在第17位和第193位存在糖基化位点。试验结果表明,该重组蛋白对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌具有凝集、结合和抑制作用;对葡聚糖具有明显结合活性,表明AJ-GBP重组蛋白可能参与了仿刺参的先天免疫反应中,研究为了解仿刺参抵抗病原微生物入侵的机制以及AJ-GBP重组蛋白实际生产利用奠定了理论基础。     

仿刺参体壁的组织学和组织化学

用组织学和组织化学方法对仿刺参Apostichopus japonicus体壁的结构和成分进行了研究。组织学研究结果表明:仿刺参体壁自外向内由上皮层、结缔组织层、肌肉层和体腔上皮层组成。上皮层主要包括一层薄的角质层和2³层上皮细胞,结缔组织层内含丰富的胶原纤维,肌肉层主要是平滑肌,体腔上皮层由单层扁平上皮组成。组织化学研究结果表明:仿刺参体壁各层(除体腔上皮层外)均富含糖类和蛋白质,不含脂类;碱性磷酸酶和酸性磷酸酶在体壁中存在酶活性的部位相同,主要在结缔组织层的空洞状结构处以及结缔组织层与肌肉层交联处。     

仿刺参摄食砂砾粒度的选择性研究

在对自然海区和池塘养殖的仿刺参消化道内含物中砂砾粒度调查的基础上,选择不同粒度的砂砾作为试验材料,对苗种培育阶段不同规格仿刺参的摄食行为进行了研究.结果表明:仿刺参对摄食的砂砾粒度的选择性十分显著,自然海区仿刺参依生存环境的差异,其消化道内砂砾粒度组成比例略有差异,但其60%粒度组成区间为0.0625～0.5 mm;池塘养殖仿刺参消化道内砂砾粒度组成60%粒度区间为<0.25mm;室内试验中,在各粒级砂砾比例相同的条件下各试验组仿刺参均表现出一致的粒度选择性,在其选择的砂砾颗粒粒度中,60%以上的颗粒粒径为0.125～0.5 mm.因此可认为仿刺参摄食砂砾粒度的选择范围为0.125～0.25 mm.     

仿刺参摄食砂砾粒度的选择性研究

在对自然海区和池塘养殖的仿刺参消化道内含物中砂砾粒度调查的基础上,选择不同粒度的砂砾作为试验材料,对苗种培育阶段不同规格仿刺参的摄食行为进行了研究。结果表明:仿刺参对摄食的砂砾粒度的选择性十分显著,自然海区仿刺参依生存环境的差异,其消化道内砂砾粒度组成比例略有差异,但其60%粒度组成区间为0.0625⁰.5 mm;池塘养殖仿刺参消化道内砂砾粒度组成60%粒度区间为<0.25mm;室内试验中,在各粒级砂砾比例相同的条件下各试验组仿刺参均表现出一致的粒度选择性,在其选择的砂砾颗粒粒度中,60%以上的颗粒粒径为0.1250.5 mm;池塘养殖仿刺参消化道内砂砾粒度组成60%粒度区间为<0.25mm;室内试验中,在各粒级砂砾比例相同的条件下各试验组仿刺参均表现出一致的粒度选择性,在其选择的砂砾颗粒粒度中,60%以上的颗粒粒径为0.125⁰.5 mm。因此可认为仿刺参摄食砂砾粒度的选择范围为0.1250.5 mm。因此可认为仿刺参摄食砂砾粒度的选择范围为0.125⁰.25 mm。     

仿刺参体壁手术缝合方法的研究

以仿刺参Apostichopus japonicus为试验材料,建立了一种海参体壁手术缝合的方法.将体质量为(55±2.6)g的仿刺参放入盛有0.54 mol/L硫酸镁溶液的解剖盘中麻醉1h,然后用灭菌手术刀沿腹后部1/3处往前纵向切开约2 cm切口,深至体腔.采用单纯对合缝合法进行缝合,缝合后放回加有抗生素的水槽中培育.结果表明:试验组仿刺参伤口经缝合后,创口在10 d时已基本愈合,20d时切口处组织与正常组织没有区别,且在培育过程中,化皮率为10％,死亡率仅为5％;对照组伤口未经缝合,其创口愈合时间较试验组平均慢10 d,且化皮率高达58.7％,死亡率为51.7％.该方法可应用到海参的创伤试验研究以及养殖生产中.     

仿刺参体壁手术缝合方法的研究

以仿刺参Apostichopus japonicus为试验材料,建立了一种海参体壁手术缝合的方法。将体质量为(55±2.6)g的仿刺参放入盛有0.54 mol/L硫酸镁溶液的解剖盘中麻醉1 h,然后用灭菌手术刀沿腹后部1/3处往前纵向切开约2 cm切口,深至体腔。采用单纯对合缝合法进行缝合,缝合后放回加有抗生素的水槽中培育。结果表明:试验组仿刺参伤口经缝合后,创口在10 d时已基本愈合,20 d时切口处组织与正常组织没有区别,且在培育过程中,化皮率为10%,死亡率仅为5%;对照组伤口未经缝合,其创口愈合时间较试验组平均慢10 d,且化皮率高达58.7%,死亡率为51.7%。该方法可应用到海参的创伤试验研究以及养殖生产中。