几种环境因子对厚壳贻贝浮游幼虫生长与存活的影响

为探究贻贝在饥饿胁迫下的生理生化响应及分子适应机制,本研究以2龄厚壳贻贝为对象,开展了正常投喂 (对照组)和饥饿处理 (饥饿组)条件下的存活率统计、能量代谢相关酶活性测定以及性腺转录组测序及分析。结果显示,厚壳贻贝在90 d的饥饿处理下存活率高达86%。饥饿胁迫下贻贝性腺中磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶 (PEPCK)活性显著增加,己糖激酶 (HK)、磷酸果糖激酶 (PFK)、琥珀酸脱氢酶 (SDH)、苹果酸脱氢酶 (MDH)活性均显著降低。通过Illumina Hiseq ×10高通量测序平台对对照组和饥饿组厚壳贻贝性腺组织进行转录组测序,分别获得31 596 762和26 810 506个在其基因组上具有唯一注释的有效数据,并筛选出4 130个差异表达基因,包括2 082个上调和2 048个下调表达基因。GO功能分析结果显示,差异基因主要在富集在代谢过程、细胞器组织以及酶活性等功能。KEGG富集分析结果表明,差异基因显著富集在DNA复制、错配修复、碱基切除修复等与细胞分裂有关的代谢通路上。研究表明,贻贝在饥饿下通过降低细胞的能量代谢以及减缓细胞分裂等生理活动来维持饥饿胁迫下的生存。本研究初步揭示了厚壳贻贝在饥饿胁迫下的生理生化响应和分子调控机制,为今后深入解析贻贝应对饥饿胁迫的分子策略提供重要的理论依据,同时为揭示其适应饥饿胁迫的能量利用和再分配以及生理对策提供新的思路。

     

紫贻贝产卵前后转录组分析与相关基因的筛选

为探究紫贻贝(Mytilus galloprovincialis)雌性生殖相关基因在产卵过程中发挥的功能及其参与产卵活动的调控机制,对紫贻贝产卵前后的性腺组织进行了转录组测序分析。结果显示,紫贻贝产卵前后存在的差异表达基因为4060个,其中上调的基因数目为1488个,下调的基因数目为2572个。GO富集分析显示,这些差异基因主要参与生长、发育过程、生殖、生殖过程等生殖相关的生物学途径。KEGG富集分析显示,与产卵、生殖相关的信号通路包括TCA循环、GnRH信号通路、卵巢类固醇生成、雌激素信号通路、催产素信号通路、类固醇生物合成等能够被显著富集。荧光定量分析结果显示,促黄体生成激素β (LHβ)和基质金属蛋白酶14 (MMP14)基因表达水平显著升高,促性腺激素释放激素受体(GnRHR)、细胞色素P4503A酶(CYP3A)、细胞色素P45017A酶(CYP17A)基因表达水平显著下降。本研究利用转录组学分析了紫贻贝在产卵前后性腺组织转录水平的差异,揭示了紫贻贝性腺组织中参与调节产卵过程的主要途径和候选基因,为进一步阐明紫贻贝产卵活动的内在调控机制提供数据支撑,也为紫贻贝苗种繁育提供理论...     

厚壳贻贝不同组织中的微生物群落结构

为了解厚壳贻贝（Mytilus coruscus）各组织中微生物的分布差异,本实验在Illumina MiSeq 测序平台利用16S rDNA克隆子测序（V3-V4区）对嵊泗养殖贻贝的血淋巴、消化腺、肾脏、鳃、外套膜、性腺和足等7种组织中的微生物群落结构进行分析,并比较组织间微生物的多样性差异。结果显示,21个样本平均产生36,860条高质量序列。血淋巴共有1,237个OTU,其次是消化腺（1,014个OTU）和肾脏（1,015个OTU）,性腺最少（仅有553个OTU）。尽管血淋巴OTU数最高,但仅有9个独有OTU。肾脏拥有最多172个独有OTU,消化腺次之（144个独有OTU）。所有组织中均以变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和疣微菌门（Verrucomicrobia）为主要菌群。Alpha多样性指数分析显示血淋巴、消化腺和肾脏微生物多样性最高。以上结果表明,厚壳贻贝微生物存在一定的组织差异性,这将为今后深入阐释厚壳贻贝与微生物之间的相互作用及其调控机理奠定基础。     

低氧胁迫下中华圆田螺的肝脏转录组学分析

为了探究低氧胁迫下中华圆田螺(Cipangopaludina cathayensis)肝脏组织基因的差异表达,本研究通过高通量测序技术,分析中华园田螺低氧胁迫组(2.5 mg/L)和常氧组(6.9 mg/L)某些基因的差异表达,并对差异基因进行生物信息学分析,进一步采用实时荧光定量PCR (RT-qPCR)对关键差异表达基因进行验证。结果显示,测序共获得232 379条基因(unigenes),与对照组比较,低氧胁迫组筛到176个差异基因,包含64个上调基因和112个下调基因。GO功能注释分析显示,差异基因主要富集在生物学过程中的几丁质代谢过程和含氨基葡萄糖的复合代谢过程,细胞组分中的胶原三聚体成分,分子功能中的几丁质结合功能和糖衍生物结合功能。KEGG通路富集分析显示,差异基因主要集中于环境信息处理、遗传信息处理、代谢和生物系统这4大类通路。6个关键差异基因的RT-qPCR结果显示,热休克蛋白70B2和热休克蛋白β-6基因表达量上调,几丁质酶蛋白4、α-1胶原蛋白(XIV)、α-4胶原蛋白(XIV)、5-磷酸酶蛋白基因表达量下调,证实了转录组测序结果的可靠性。本研究发现,低氧胁迫激活了中华圆田螺适应缺氧的生理活动,并获得了低氧胁迫下中华圆田螺肝脏组织中相关功能基因的表达信息,为深入研究中华圆田螺响应低氧胁迫的调控机制提供了基础数据和理论依据。     

厚壳贻贝血细胞颗粒的蛋白质组学分析

贝类的血细胞在宿主的免疫防御机制中发挥着重要的作用。文章利用线性离子阱-四级杆质谱对厚壳贻贝（Mytilus coruscus）血细胞的颗粒蛋白质组分进行了Shotgun分析,结合Mascot数据库搜索,共鉴定了125种高丰度蛋白,其中包括细胞骨架蛋白、细胞粘附蛋白、精氨酸激酶和代谢相关酶类等。此结果为深入了解厚壳贻贝血细胞颗粒的蛋白组成、贻贝免疫分子标记的筛选及其免疫机制奠定了基础。     

厚壳贻贝早期幼虫低温保存的影响研究

探讨低温(4 ℃)条件下的厚壳贻贝早期幼虫保存可能性,同时调查了不同培育密度对低温保存的影响。在正常条件下,继续培育低温保存后的幼虫,并调查其存活率和生长的变化。 结果表明,在低温保存后,早期幼虫存活率较高,超过95%;厚壳贻贝早期幼虫的壳长和壳高出现显著性的增长。不同培育组间,培育密度对厚壳贻贝早期幼虫的存活和生长影响不同,表明密度是幼虫低温保存的一个重要因素。在正常培育条件下,低温保存后的幼虫,3周后其存活率明显低于对照组,但仍超过50%,且其生长速度明显高于对照组。因此,低温培育是保存厚壳贻贝早期幼虫的有效方法,可用于今后贝类幼虫生物学实验和人工育苗技术的改善研究。     

GABA受体拮抗剂荷包牡丹碱和CGP52432对厚壳贻贝幼虫附着变态的影响

为研究GABA及其受体拮抗剂荷包牡丹碱（GABA_A受体）和CGP52432 （GABA_B受体）在厚壳贻贝幼虫附着变态中的调控作用,实验通过分析厚壳贻贝不同发育阶段幼虫转录组数据获得GABA受体相关蛋白基因（GABARAP）和GABA_B2受体基因(GABA_B2R),发现GABA_B2R在变态前期的眼点幼虫阶段相较于其他阶段幼体显著高表达。通过实时荧光定量PCR验证也得到相似的表达模式,显示GABA_B2R可能参与调控厚壳贻贝幼虫变态发育。药理学实验结果显示,10^-4 mol/L GABA对厚壳贻贝幼虫的变态具有诱导活性（27.2%±3.0%）。在拮抗剂实验中,10^-6～10^-4 mol/L荷包牡丹碱和CGP52432均显著抑制了厚壳贻贝幼虫变态,且抑制作用随浓度升高而增强。实验还发现GABA及其受体拮抗剂都抑制了厚壳贻贝幼虫的游泳行为。研究表明,GABA_A或GABA_...     

饥饿胁迫对拟穴青蟹大眼幼体的比较转录组分析

为了探究甲壳类幼体应对饥饿胁迫的分子机理，以拟穴青蟹(Scylla paramamosain)为研究对象，设置正常投喂组和饥饿组，处理3 d后对不同组别的拟穴青蟹大眼幼体进行转录组测序并开展生物信息学分析。De novo组装后共获得79 581个unigene,平均长度1 065.44 bp。Nr数据库共注释20 061个unigene。DESeq分析筛选出5 621个差异表达基因，饥饿组相比对照组2 641个上调、2 980个下调。基因本体论(GO)富集分析表明，共254条GO Term显著富集(矫正后的P值小于0.05)。京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析表明，共60条KEGG pathway显著富集(矫正后的P值小于0.05)。基于KEGG富集分析结果筛选了一系列与饥饿胁迫相关的代谢通路，如DNA复制、细胞凋亡、缬氨酸，亮氨酸和异亮氨酸代谢、亚油酸代谢、淀粉和蔗糖代谢。研究表明，饥饿胁迫干扰了拟穴青蟹大眼幼体的细胞分裂和凋亡，影响了体内的氨基酸代谢、脂质代谢和碳水化合物代谢。研究结果可为拟穴青蟹苗种的健康培育提供理论参考，并丰富拟穴青蟹的分子生物学基础数据。     

基于线粒体COI与16S rRNA基因序列探讨贻贝属的系统发育

比较分析了贻贝属5个种的线粒体DNA COI及16S rRNA基因片段序列,确定了贻贝属的系统进化关系。以翡翠贻贝（Perna viridis）和条纹隔贻贝（Septifer virgatus）为外群,基于距离法（NJ）、最大简约法（MP）、最大似然法（ML）、贝叶斯演绎法（BI）及贝叶斯联合模型分析法构建分子系统树。系统发育分析结果表明,5种贻贝[Mytilus edulis,紫贻贝（M.galloprovincialis）,盖勒贻贝（M.trossulus）,厚壳贻贝（M.coruscus）,加州贻贝（M.californianus）]在系统树上聚为2支。加州贻贝最为原始,厚壳贻贝次之。其中,紫贻贝和M.edulis具有很近的亲缘关系,而厚壳贻贝和加州贻贝的亲缘关系近。研究结果为贻贝属物种进化、迁移及其育种研究提供了理论基础。     

厚壳贻贝抗菌肽Mytilin的初步鉴定

厚壳贻贝是我国具有重大经济价值的水产养殖贝类,对其抗菌肽的研究有助于人们了解厚壳贻贝的免疫机制。为了解厚壳贻贝血清中抗菌肽Mytilin的分子组成和特性,采用多维高效液相色谱对厚壳贻贝血清进行分离纯化,从中获得3种对革兰氏阳性菌以及阴性菌均有抑制作用的抗菌肽分子,序列分析表明3种抗菌肽具有较高的序列相似性,均属于贻贝抗菌肽Mytilin家族,分别命名为Mytilin-1,Mytilin-2和Mytilin-3。其中,Mytilin-1为34个氨基酸残基构成的多肽,其分子量为3885.17u,含8个半胱氨酸,形成4对二硫键。根据所测Mytilin-1的氨基酸序列设计特异性引物,通过菌落PCR方法筛选厚壳贻贝cDNA文库,获得Mytilin-1的cDNA基因并进行了序列分析。以上研究结果表明,作为贻贝的主要抗菌肽家族,Mytilin在厚壳贻贝血清中具有较高丰度,对其蛋白质序列以及基因序列的研究为深入了解厚壳贻贝Mytilin抗菌肽的分子多样性奠定了基础。     

低盐胁迫下金乌贼转录组学分析

为探讨低盐胁迫对金乌贼影响的分子机制,通过转录组测序技术,测定了正常盐度(30)培养和低盐胁迫(15)6 h的孵出30 d、体质量(1.3±0.3)g金乌贼幼体的转录组数据。测序共获得87326026条序列,经过质量剪切和从头拼接得到575171条转录本和513053条Unigenes。分别在NR、Swiss-Prot、KEGG、String和Pfam数据库对Unigenes进行功能注释,共获得62485条注释结果。Unigenes包含数目较多的KEGG通路有嘌呤、嘧啶和碳代谢,PI3K-AKT、cAMP和Rap1信号通路,内吞作用,RNA转运,局灶性黏附,赖氨酸降解和泛素介导的蛋白水解等。低盐胁迫产生1923条差异表达基因,GO功能富集分析显示,一些可能与低盐胁迫相关的生物学过程如α-氨基酸、羧酸、氧乙酸、有机酸和RNA等代谢过程得到了显著富集。GO可视化分析发现,低盐胁迫对金属离子、阴离子及核苷酸结合,α-氨基酸代谢和水解酶活性等过程影响显著。KEGG通路富集分析显示,低盐胁迫6 h后差异表达基因主要富集到雌激素和心肌细胞肾上腺素信号通路,类固醇生物合成,抗原加工与表达,脂肪和蛋白质消化与吸收,甘油脂质、花生四烯酸和酪氨酸代谢等信号通路上。本研究中获得的通路及基因信息可为今后开展金乌贼低盐胁迫生理机制的探讨、分子标记的挖掘和关键基因的克隆等提供技术支撑。     

基于代谢组解析大黄鱼对低温和饥饿胁迫的适应机制

为探讨大黄鱼Larimichthys crocea对低温和饥饿氧化损伤的响应机制，本实验将体质量为（21.38±2.46）g的大黄鱼在低温（8°C）或/和禁食条件下饲养。实验组可分为4个处理组：对照组（C组）、低温组（CC组）、饥饿组（F组）和饥饿+低温组（CF组），每组3个平行。低温和饥饿胁迫30 d后，计算成活率；采取肝脏样本，进行组织学观察，并利用化学荧光法和LC-MS非靶向代谢组学技术分析处理组间活性氧（ROS）和代谢产物的差异。结果表明，与C组相比，CC组、F组和CF组的成活率显著降低，而ROS含量显著升高（P < 0.05），且肝细胞均出现不同程度的空泡和核萎缩现象，表明低温和饥饿胁迫对大黄鱼产生了氧化损伤。大黄鱼低温应激后，从CC vs. C和CF vs. F中分别筛选出84种和154种差异代谢物，有5种重要的重叠代谢途径：甘油磷脂代谢、糖基磷脂酰肌醇（GPI）-锚生物合成和自噬等，表明细胞膜流动性和自噬在大黄鱼低温适应过程中发挥重要作用。大黄鱼饥饿应激后，从F vs. C和CF vs. CC中分别筛选出184种和50种差异代谢物，有4种重要的重叠代谢途径：甘油磷脂代谢、糖基磷脂酰肌醇（GPI）-锚生物合成、ABC运输体和自噬等，表明能量代谢和自噬在大黄鱼饥饿过程中发挥重要作用。从CF vs. C中筛选出差异代谢物126种，主要富集在糖基磷脂酰肌醇（GPI）-锚生物合成、甘油磷脂代谢、氧化磷酸化、淀粉和蔗糖代谢、FoxO信号通路、自噬和谷胱甘肽代谢等，表明细胞膜流动性、能量代谢、自噬和抗氧化系统在大黄鱼适应低温和饥饿联合胁迫过程中发挥重要作用。本文结果为深入研究低温及其诱导的饥饿对大黄鱼生理功能的影响提供科学依据。     

低盐胁迫下坛紫菜叶状体的转录组分析

为探索坛紫菜叶状体响应低盐胁迫的分子生理学机制,本研究采用第二代高通量测序技术,分析比较在正常盐度(26,对照组)和低盐度(3,胁迫组)下培养不同时间(3、6和9 h)的坛紫菜叶状体转录组数据。结果显示,测序数据经de novo组装,获得了33 872条unigenes,平均长度为612 bp;与对照组相比,3个胁迫组分别产生了1108、1638和1881条差异性表达基因。GO功能富集分析显示,一些可能与低盐胁迫相关的重要生物过程得到了显著富集,如单分子有机物代谢过程,单糖的合成代谢和分解过程,糖质新生,有机物分解代谢过程等。KEGG代谢通路富集分析发现,低盐胁迫不同时间富集到的代谢通路存在很大差异,低盐胁迫3 h响应的差异性表达基因富集到3个KEGG代谢通路,其中2个与氨基酸合成相关,1个与光合作用相关;而低盐胁迫6和9 h的差异性表达基因则大多富集到与糖类功能相关的代谢通路。荧光定量PCR(q RT-PCR)验证结果显示,所选取的8个差异性表达基因的表达趋势与高通量测序结果相一致。上述结果说明,坛紫菜叶状体在受到低盐胁迫时,应激反应具有时间特异性,早期主要通过合成或者降解蛋白质来抵御低盐环境,随着胁迫时间延长,细胞通过改变可溶性物质的含量、减慢能量代谢等途径以抵御低盐逆境。     

枯草芽孢杆菌对氨氮应答的转录组及sRNA分析

为探索枯草芽孢杆菌(Bacillus subtiis)脱氮的分子机制,筛选枯草芽孢杆菌对氨氮的分子生态学应答相关候选基因及smallRNA(sRNA),本研究对处于富含氨氮环境和对照组的枯草芽孢杆菌R47进行原核链特异性转录组及sRNA分析,并采用Real-time PCR方法检测差异表达基因的相对表达量.结果显示,平...     

草鱼蛋白质和脂肪代谢对饥饿胁迫的响应

实验选取平均体质量(31.86±1.47) g的草鱼, 随机分为2个实验组, 对照组(CG)和饥饿组(SG), 每组3个平行, 饥饿处理15、30、45和60 d, 测定饥饿对鱼体的生长、肌肉生化组成、血液生化指标以及蛋白质代谢的影响。结果表明: 饥饿组肥满度、脏体比、肝体比显著低于对照组。随着饥饿时间的延长, 草鱼肌肉中的水分含量逐渐增加, 脂肪和蛋白质含量呈现降低趋势, 脂肪含量在4个时期没有明显的差异(P>0.05), 水分和蛋白质含量分别呈现差异性增加和降低的趋势。血清总蛋白在饥饿15 d时与对照组没有明显的差异(P>0.05), 其后3个时期对照组显著高于饥饿组(P<0.05), 但饥饿组后3个时期趋于稳定。随着饥饿时间的延长, 白蛋白、总胆固醇和甘油三脂含量在4个时期与对照组都有明显变化(P<0.05), 饥饿组呈现先降低后升高再降低的波浪形变化。丙氨酸氨基转移酶活性在15、60 d时与对照组没有明显的变化(P>0.05), 在30 d时先降低, 45 d时显著升高(P<0.05)。随着饥饿时间的延长, 与对照组相比RNA︰DNA在肌肉中没有明显的差异(P>0.05), 在肝胰脏中与对照组呈现显著性差异, 随着时间的延长饥饿组呈现先降低后增高的趋势。谷氨酸脱氢酶活性在肌肉中于饥饿15 d时与对照组没有明显差异(P<0.05), 其后比对照组显著增加, 随着时间的延长饥饿组谷氨酸脱氢酶活性呈现上升的趋势; 在15、45 d时与对照组没有明显的变化(P>0.05), 在30、45 d时显著升高(P<0.05)。肝胰脏中谷氨酸脱氢酶活性在4个时期比对照组有显著的增加; 与肌肉相比, 肝胰脏和血清中谷氨酸脱氢酶活性是一种有效的反应蛋白质代谢的指标。草鱼对体内贮能物质(蛋白质和脂肪)的动用并不是简单地与饥饿时间呈线性相关, 而是出现周期性和阶段性起伏的变化。     

紫贻贝和厚壳贻贝杂交及F1代杂交优势初探

2005年-2007年对紫贻贝和厚壳贻贝种间进行了杂交生产性试验,通过亲贝强化培育、确认雌雄亲贝、改革育苗水体交换方法、投喂混合单细胞藻类、流水培养附着稚贝等技术,获得F₁代。结果表明,各试验组生长特性,正交F₁代﹥紫贻贝﹥厚壳贻贝﹥反交F₁代。其中正交F₁代获附着稚贝3.77亿粒,平均壳长为1.13 mm、平均壳高为0.78 mm,育苗成活率达35.57%。正交F₁除在孵化率上低于紫贻贝、厚壳贻贝外,在壳长、壳高、成活率等方面指标具有一定杂交优势,而反交F1代的杂交优势不明显。     

嗜水气单胞菌感染翘嘴鳜头肾转录组分析

嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)是严重危害翘嘴鳜(Siniperca chuatsi)养殖生产的主要病原之一,为揭示嗜水气单胞菌感染翘嘴鳜后宿主基因表达水平的变化,筛选免疫相关基因,解析翘嘴鳜应答病原细菌感染的分子机制,本研究以病原嗜水气单胞菌感染翘嘴鳜,于感染24 h后,采集感染组与对照组翘嘴鳜头肾组织,采用Illumina Hiseq 2000进行了RNA-Seq分析,原始数据拼接后组装共获得53 040个单基因(unigene)。基因差异表达分析结果显示,感染组和未感染组翘嘴鳜存在526个差异表达基因,包括254个上调基因和272个下调基因,其中,免疫相关的显著上调的差异基因主要有炎症和免疫原性细胞因子白介素、补体系统、MHCⅠ型抗原提呈、溶菌酶、丝氨酸蛋白酶抑制因子、泛素蛋白连接酶等。GO富集分析发现,差异基因主要涉及免疫应答反应和炎症反应等,经KEGG富集分析显示,89个通路富集显著,免疫相关的代谢通路主要有内吞作用和吞噬体等。此外,实时荧光定量PCR验证结果表明,所选取7个差异表达免疫相关基因与RNA-seq结果具有相似的表达趋势。本研究为揭示翘嘴鳜对病原微生物感染的防御分子机制奠定了理论基础。