团头鲂促甲状腺激素β亚基基因的克隆及序列分析

利用RT-PCR和cDNA末端快速扩增法（RACE）克隆团头鲂（Megalobrama amblycephala）脑下垂体中促甲状腺激素β亚基（TSHβ）基因，并对其基因结构和系统进化进行分析。该基因cDNA序列全长614bp；5’端非翻译区100bp；3’端非翻译区61bp；开放阅读框架（ORF）453bp，共编码150个氨基酸。其编码的氨基酸序列与鳙鱼（Aristichthys nobili5）、鲤鱼（Cyprinus carpio）、金鱼（Carassius auratus）、斑马鱼（Daniorerio）、鲑鱼（Salmo salar）、虹鳟（Oncorhynchus mysiss）、欧洲鳗鲡（A．nnguilla）的相似性分别为：99．3％、92％、92％、82％、62．6％、62．6％和56％。核苷酸序列分析显示，团头鲂与鳙鱼相似性最高，为98．23％；与欧洲鳗鲡相似性最低，为48．7％。说明唧亚基在长期的进化中相当保守。在所比较的9种鱼类该基因ORF氨基酸序列中都含有定位相同的12个半胱氨酸残基，它们在成熟肽中形成6个二硫键，这对保证促甲状腺激素的空间结构，维持促甲状腺激素的生理功能起着重要的作用。该基因的成功克隆不仅为TSHβ的分子进化和相似性比较研究提供了新的资料，而且对进一步研究该基因的功能、表达具有重要的意义。     

条石鲷促性腺激素β(FSH，LH) 亚基cDNA克隆及表达特性分析

采用同源性克隆和cDNA末端快速扩增(RACE)方法克隆了条石鲷GtHβcDNA序列,并分析了GtHβmRNA在条石鲷组织中的表达差异和在卵巢发育不同时期的垂体、卵巢、脑中表达水平变化。结果发现,条石鲷FSH cDNA全长554 bp,ORF长363 bp,编码了120个氨基酸,前18个氨基酸为信号肽。条石鲷LH cDNA全长857 bp,ORF长450 bp,编码了149个氨基酸,前24个氨基酸为信号肽。FSH和LH包含了12个保守的半胱氨酸残基(Cys)和一个N-糖基化位点,在LH的第4和第5个Cys之间存在着硬骨鱼类特异性的Cys-Ser-Gly-His(CSGH)区域。同源性比较和进化分析显示,条石鲷FSH和LH与鲈形目鱼类的进化关系较近。采用实时荧光定量PCR法检测发现,FSH mRNA和LH mRNA在垂体中的表达量最高,其次是性腺;FSH mRNA在头肾和肾脏中不表达,LH mRNA在头肾中不表达。周期表达分析显示,垂体中的FSH mRNA在卵巢发育的Ⅳ期达到最大值,LH mRNA在Ⅴ期达到最大值;卵巢中的FSH mRNA在Ⅴ期达到最低值,而LH mRNA在Ⅴ期达到最大值;脑中的FSH和LH mRNA在Ⅴ期达到最低值。激素分析显示,血清中FSH在卵巢发育的Ⅳ期达到最大值,而LH在Ⅴ期达到最大值,血清中FSH和LH水平与垂体中FSH mRNA和LH mRNA表达趋势一致。     

仿刺参cDNA文库构建以及序列分析

<专刊>= <栏目>=研究论文 <图片>= <表格>= <连载>= <来源>= <中图分类号>=Q785 <主题分类>= <行业分类>= <本刊专题>= <本刊编号>=1005-8737-(2007)07-007-05 <基金项目>=国家自然科学基金(30571449)；973计划前期研究(2006CB708210).     

仿刺参cDNA文库构建以及序列分析

应用Gubler-Hoffman cDNA Library Construction技术,构建仿刺参(Apostichopus japonicus)cDNA文库.测试结果表明,库容量为2.0×106 pfu/mL,利用PCR方法检测cDNA文库插入DNA片段的大小,其长度范围在0.5～4.1 kb,插入片段平均长度为1.3kb,表明该文库达到建库要求,可用来筛选低丰度mRNA的基因克隆.随机挑选100个1kb以上的cDNA克隆进行测序分析,发现有25条EST序列和网上公布的其他物种的序列相似性较高,这些基因与刺参能量代谢和蛋白水解相关.其中发现的几个重要基因,如编码遍在蛋白以及缬酪肽蛋白等的基因,可能与仿刺参自溶过程的蛋白酶水解和细胞凋亡事件相关,进一步的研究还在进行.另有49条EST序列相似性较低,推测可能是功能未知的新基因.仿刺参cDNA文库的成功构建,为下一步大量EST序列分析和功能性新基因的发现,以及从基因水平认识仿刺参这一特殊棘皮动物的生长、发育和代谢规律奠定了基础.     

大鲵皮肤cDNA文库ESTs分析及Dynll 2基因的分离与表达

以本实验室构建的大鲵皮肤cDNA文库为材料,通过文库质量检测、随机测序、ESTs拼接、COG软件进行基因注释等对文库进行了分析,并从中分离获得了大鲵胞质动力蛋白轻链2(dynein light chain,LC8-type 2,Dynll 2)基因的cDNA序列,对Dynll 2基因进行了生物信息学分析及组织表达研究。结果表明,本实验室构建的大鲵cDNA文库初级库容为1.50×10⁶ cfu,文库重组率为94.8%,插入片段平均长度约为1 kb。400个随机克隆测序共获得343个有效ESTs,其中214条ESTs序列E值＜10^-6,经COG软件归为9大类,其中与分泌蛋白、细胞代谢、细胞骨架以及信号转导相关的基因表达量最高,分别为31.3%、14.0%、13.0%和12.6%。表明大鲵皮肤分泌活动强烈,代谢旺盛,这和大鲵皮肤发挥免疫、呼吸以及渗透压平衡等生理功能相一致。获得的大鲵Dynll 2基因全长为682 bp,其中5′-UTR为57 bp,3′-UTR为313 bp,生物信息学分析表明,该基因编码104个氨基酸,分子量为12.03 ku,等电点pI值为7.05。Dynll 2蛋白在88~104处有由里向外和由外向里的2个跨膜螺旋区,且二级结构以α—螺旋为主;在69~87处有典型的“ZnFC2H2”结构模体;经比较,其三级结构与鼠Dynll 2蛋白相似。Dynll 2蛋白的进化分析表明,大鲵与无尾两栖类相比,更接近陆生动物。荧光定量实验表明,大鲵Dynll 2基因在肌肉中高表达,在其他组织中低度表达。     

中国大鲵Sox19 基因全长cDNA 序列的克隆及组织表达分析

采用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)及cDNA末端快速扩增(RACE)技术克隆了中国大鲵(Andrias davidianus)Sox19基因全长cDNA序列,并进行各组织间的表达分析。中国大鲵Sox19基因全长1290 bp,ORF长858 bp,编码285个氨基酸,位于39~109位的HMG-box是其主要功能区。氨基酸序列分析表明,其与舌齿鲈(Dicentrarchus labrax)、斑马鱼(Danio rerio)及红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)的相似度分别为64%、58%、55%。采用邻接法对不同物种的Sox19编码区序列构建分子系统树发现:中国大鲵Sox19基因属于较早从鱼类分化出来的基因,表明Sox19基因从中国大鲵到鱼类的进化速度比较快。荧光定量PCR结果显示,Sox19在所有检测的组织中均有表达,且在心脏中的表达量最高,卵巢中次之,肾脏中的表达量略高于肠道。中国大鲵Sox19基因的发现打破了Sox19基因一直被认为是鱼类所特有基因的观点,填补了两栖类有关此基因的空白,为更进一步的了解Sox19基因在中国大鲵中的重要功能奠定了基础,同时Sox19基因还可作为研究中国大鲵早期胚胎神经系统发育情况的分子标记,为其他两栖类动物的研究提供借鉴。     

半滑舌鳎促性腺激素α亚基cDNA的克隆及组织表达特征

采用同源克隆和末端快速扩增（RACE）方法,从半滑舌鳎脑垂体中克隆了促性腺激素α亚基（CGα）全长cDNA（GenBank序列登录号：JQ364953）.半滑舌鳎CGα基因全长685bp,其开放阅读框384bp,编码含127个氨基酸的蛋白,N端33个氨基酸为信号肽.半滑舌鳎CGα成熟肽与其他脊椎动物CGα成熟肽结构特征相似,具有10个半胱氨酸残基和两个N-糖基化位点.CGα成熟肽序列分析表明,半滑舌鳎CGα与鲽形目和鲈形目鱼类CGα同源性为60％～70％,与鲤形目鱼类CGα同源性为55％～60％.实时荧光定量RT-PCR结果表明,半滑舌鳎CGα mRNA在被检测的12个组织中均有表达,除头肾和脾脏、脾脏和肝脏间表达量差异不显著外,其他组织间表达量差异显著（P＜0.05）;CGα mRNA在垂体组织中大量表达,其次是鳃、肾脏、肌肉、卵巢和脑组织,而在心脏、头肾、肝和脾等组织中表达量很低.本研究为进一步探讨促性腺激素在半滑舌鳎繁殖生理中的作用机制奠定基础.     

栉孔扇贝C型凝集素基因的cDNA克隆和序列分析

利用本实验室已建立的栉孔扇贝cDNA文库中已知表达序列标签(expression sequence tag,EST),采用cDNA末端快速扩增(rapid amplification of cDNA end,RACE)技术获得目的基因的cDNA编码全序列.利用BLAST比对分析,结果发现目的基因序列与日本鳗鲡(Anguilla japonica)C型凝集素(C-type Lectin)E值达4e-19;利用Clustalw软件将目的基因与脊椎动物和节肢动物C型凝集素的多序列比对,发现克隆片段具有C型凝集素家族的标签序列模式且有很高的同源性,在该序列中形成二硫键的4个保守的半胱氨酸,与其他物种C型凝集素的二硫键结构非常相似;同时发现在其成熟肽中含有糖识别域(carbohydrate recognition domain,CRD),且Cys的位点是保守的.分析结果表明我们克隆的目的基因极可能为栉孔扇贝(Chlamys farreri)的C型凝集素基因.     

大菱鲆脾脏cDNA文库构建、EST序列分析与免疫抗病相关基因的筛选

以大菱鲆脾脏为材料,构建cDNA文库,通过对文库克隆的序列测定和初步生物信息学分析,共获得3 656个大菱鲆脾脏表达序列标签（EST）。经与GenBank数据库的序列比对后发现,1 891个EST代表了149个已知基因,其余1 765个EST为未知序列。这149个基因大致可分为6类：9个为细胞结构类（6.0%）;26个为代谢类（17.5%）;45个为细胞防御/免疫类（30.2%）;43个为基因/蛋白质表达类（28.9%）;16个为细胞信号转导/细胞交流类（10.7%）;10个无法明确分类（6.7%）。鉴定的与免疫抗病相关重要基因主要有：CC/CXC趋化因子;主要组织相容性复合体（MHC）class I α;C₃补体;天然杀伤细胞增强因子（NKEF）;胸腺素β-4/β-12;干扰素诱导蛋白Gig1;白介素8受体;STAT 4;热激蛋白70/90等。     

败血症鲢肝与肾cDNA文库构建及MHC classⅠ的克隆与分析

采用CloneMinerTM cDNA文库构建试剂盒构建了患败血症的鲢(Hypophthalmichthys molitrix)肝和肾的cDNA文库.经检验,文库的滴度为1.34×107 cfu/mL,总库容为2.68×107 cfu,阳性克隆率为97.5％,平均插入片段大于1.2 kb.对80个随机挑选的克隆进行两端测序,结果显示有74个测序成功.经在GenBank上BLAST比对,其中57个为已知功能基因,属于45个不同基因,另外17个没有明显的同源序列.在已知功能的57个克隆中,含有全长编码区序列的克隆共有49个,全长cDNA比率为61.25％.采用PCR法对文库进行筛选,获得一个含MHC classⅠ完整编码区的序列,该序列具有典型的脊椎动物MHC class Ⅰ的序列特征.本研究完成鲢肝和肾较高质量的cDNA文库的构建,旨在为今后开展鲢功能基因研究奠定基础.     

文蛤肠、外套膜和肝胰脏组织 cDNA 文库构建及其 ESTs 序列分析

利用SMART cDNA文库构建试剂盒构建了文蛤(Meretrix meretrix)肠、外套膜和肝胰脏组织的cDNA文库。经测定原始文库滴度分别为2.10×106、1.70×106和1.60×106,重组率高于95%,肠组织文库插入片段长度均大于1000bp,外套膜和肝胰脏组织文库的插入片段长度大于1kb的占87.5%,文库质量符合标准要求。随机选取文库的3168个克隆进行5′端测序,获得高质量表达序列标签(Expressed Sequence Tags,ESTs)3029个(肠:1005,外套膜:1019,肝胰脏:1005),测序成功率95.58%。经质量控制和拼接得到1796个单基因簇(Unigene),其中306个叠联群(Contigs),1490个单一序列(Singletons)。通过Blastx搜索比对、查询和注释分析,共得到已知基因696个(肠:216,外套膜:235个;肝胰脏:245个),占总数38.75%。在1796个单基因簇(Unigene)发现微卫星序列55条,这些存在微卫星位点的序列占整个ESTs数据库的3.1%。     

圆斑星鲽肌肉和脾脏组织cDNA文库构建及部分ESTs分析

构建了圆斑星鲽肌肉和脾脏组织的cDNA文库,2个文库的库容量分别为5.0×106和1.1×106,重组率为97.3%和93.2%,平均插入片断长度大于800 bp.进行了1002个(肌肉541个,脾脏461个)ESTs测序,得到621个(肌肉192个,脾脏429个)单基因簇,其中包括110个(肌肉87个,脾脏23个)重叠群和511个(肌肉105个,脾脏406个)单拷贝.BLASTX分析的结果显示,318(51.2%)个基因簇有相关同源性,其他的303个EST(48.8%)无明显的同源性(E值≤E-5).     

草鱼生长激素cDNA基因的克隆及序列分析

通过反转录PCR技术，从草鱼脑垂体的总RNA中获得一特异cDNA片段，经克隆后测序，结果表明，该片段长633bp，与报道的草鱼生长激素基因相比，有10个碱基的差异，而推导的蛋白质仅1个氨基酸残基的差异，推测为草鱼生长激素cDNA基因。     

团头鲂促性腺激素GtHⅡβ 亚基基因5′端启动子区克隆及表达载体构建

利用改进的锚定PCR方法克隆了团头鲂(Megalobrama amblycephala)促性腺激素Ⅱβ(GtHⅡβ)亚基基因5′端侧翼序列,并在生物信息学方法分析的基础上构建了荧光素酶质粒表达载体。序列分析结果显示:克隆得到的GtHⅡβ亚基基因5′端侧翼序列长度为1354bp,其中包括TATA盒、ERE、ARE、PRE、GRE、LHX3、SF-1、Sp1、Pit-1、NF-Y和AP1等可能对GtHⅡβ亚基基因转录调控起重要作用的功能转录因子结合位点;转录起始位点位于-40～10bp。进一步利用PCR方法扩增得到了811bp(-771～+40bp)、601bp(-561～+40bp)、386bp(-346～+40bp)、239bp(-199～+40bp)和98bp(-58～+40bp)的5个缺失片段,并同全长片段一起分别连接至pGL3-Basic报告基因载体,成功构建了团头鲂GtHⅡβ亚基基因5′端侧翼序列的表达载体,为进一步研究、分析其转录调控机制提供了基础依据。     

鲈α-珠蛋白基因的克隆和序列分析

从鲈头肾cDNA文库中随机挑取噬菌斑,作为模板,以λZAPExpress载体两端含有的T3和T7启动子序列设计引物,用PCR方法扩增插入片断,从中克隆到血红蛋白α亚基的cDNA (Genebank登录号为EU588586).该cDNA包含435 bp的开放阅读框,编码144个氨基酸.计算其可能的分子量为15864.51,PI为8.83.序列比较分析结果表明,在近端与血红素结合的组氨酸高度保守,与大菱鲆α类珠蛋白同源性最高,达83.3%,与金鲈和大西洋鳕的同源性分别为72.7%和67.8%,与非洲爪蟾α-珠蛋白同源性最低,为2339.4%.通过构建系统进化树,对鲈α-珠蛋白的系统演化进行了分析,并对其二级和三维结构进行了预测.     

三角帆蚌β-肌动蛋白基因的cDNA全长克隆及表达分析

采用RTPCR和快速扩增cDNA末端(rapid amplification of cDNA ends,RACE)技术首次克隆了三角帆蚌β-肌动蛋白基因的cDNA全序列,该序列全长为1 483 bp,由长92 bp的5′非翻译区(untranslated region,UTR),257 bp的3′非翻译区,和1 134 bp的开放阅读框(open reading frame,ORF)组成。阅读框共编码377个氨基酸,推算的分子量约为41.9 ku,理论等电点为5.3。三角帆蚌β-actin氨基酸序列中Met178,Ser305,Ser321,Pro325,Val331,Pro346等6个氨基酸残基具有特异性,此外还发现3个特殊的氨基酸残基位点以及2个软体动物特有的氨基酸残基。三角帆蚌β-actin氨基酸序列与软体动物、节肢动物、脊椎动物的相似性高达98%~99%。NJ法系统进化分析显示三角帆蚌首先与软体动物聚在一起,然后与节肢动物聚在一起,再依次与鱼类、两栖类、哺乳类聚在一起。RT-PCR显示β-actin基因在外套膜、血液、肝、肾、胃、肠、鳃、斧足共8个组织的表达基本一致,具有良好的稳定性。     

大鳍鳠IL-1β基因cDNA克隆及表达分析

白细胞介素1β(interleukin-1β,IL-1β)作为炎症反应的关键介导物,通过开启基因的表达来调控免疫反应。为了丰富鱼类该基因的研究,实验采用RT-PCR和RACE-PCR技术,首次从鲇形目鱼类大鳍鳠中获得IL-1β基因cDNA的全序列。大鳍鳠IL-1β基因cDNA全长1 194 bp,包括3'非编码区域(UTR)为224 bp,5'UTR为82 bp,开放阅读框(ORF)为888 bp,编码296个氨基酸。预测的蛋白质分子量为33.843 43 ku,等电点为5.00。与斑点叉尾等其他8种脊椎动物进行同源性分析发现,大鳍鳠IL-1β氨基酸序列与斑点叉尾相似性最高,为79.0%,与原鸡的相似性最低,为22.0%。进化树分析表明,大鳍鳠IL-1β与斑点叉尾聚为一支。半定量PCR显示,大鳍鳠IL-1β基因在肌肉、脑、脾脏、头肾、体肾、胃、皮肤、肝脏及肠等组织中都有不同程度的表达;经嗜水气单胞菌刺激后大鳍鳠IL-1β基因在头肾和脾脏的转录表达显示,1 d后该基因在头肾与脾脏中的表达量都达到最大,15 d后恢复到刺激前的水平。研究显示,大鳍鳠IL-1β在抵御病原感染过程中发挥重要作用。     

西伯利亚鲟β-actin基因cDNA全长克隆、序列分析及其作为内参基因的应用研究

采用同源克隆和RACE技术获得西伯利亚鲟(Acipenser baerii)β-actin基因cDNA全长,序列分析表明西伯利亚鲟β-actin基因cDNA全长1322bp,其包括的137bp的5′端非翻译区,57bp的3′端非翻译区和编码375个氨基酸残基的1128bp开放阅读框。与其他物种比对,该基因具极高的保守性。同时也利用同源克隆技术获得了西伯利亚鲟Sox2基因的同源保守区,该序列长768bp,编码256个氨基酸,也具较高的保守性,与其他物种的相似性在70%以上。以β-actin作为内参基因,对Sox2基因在西伯利亚鲟成鱼各组织及胚胎发育各时期进行实时荧光定量PCR检测,发现Sox2基因在不同组织中均有表达。其中,在肝、胰、肾、脑4个组织中表达量差距不大,均处于相对较低的水平,在肌肉组织中表达量最高,达到了肝脏的10.4倍。同时Sox2基因虽在西伯利亚鲟胚胎发育各时期均有表达,但表达也具明显的时间差异性。在受精卵期、囊胚期Sox2基因的相对表达量较低,在原肠期、神经胚期、视泡形成期和心脏形成期Sox2基因相对表达量较高,且在心脏形成期达到最高点。本研究为量化西伯利亚鲟发育分化过程中相关基因提供了坚实的参照工具,增加了后续试验的可信度,同时可为今后深入研究西伯利亚鲟Sox2在侧线神经节分化发育、细胞迁移过程中的作用提供基础参考依据。     

牙鲆变态早期cDNA文库的构建和parvalbumin基因的克隆

在前期的研究中,克隆到牙鲆变态早期和变态前差异表达的parvalbumin基因片断cDNA。为了克隆parvalbumin基因的全长cDNA,构建了变态早期(孵化后23d仔鱼)牙鲆头部的全长cDNA文库,并对文库的滴度和插入片段大小进行了评估。同时采用锚定PCR法从cDNA文库筛选出parvalbumin基因的全长cDNA。结果表明,所构建的牙鲆变态早期头部cDNA文库的滴度为1.2×106PFU·mL-1,插入片段的平均长度为1000bp左右。parvalbumin基因的全长cDNA的长度为603bp,编码109个氨基酸,含有两个EF手型钙离子结合域:DQDGSGFIEEEEL(52～64)和DSDGDGKIGVEEF(91～103),以及一个ATP/GTP结合位点模序:ACGLAGKS(33～40),是一种典型的钙离子结合蛋白。通过parvalbumin基因氨基酸序列的同源比较分析表明,牙鲆parvalbumin基因是比较保守的蛋白,与其它鱼类享有61.5%～68.8%序列同源。系统分析表明,牙鲆的parvalbumin基因与狭鳕(Theragrachalcogramma)最为接近。     

虾夷扇贝外套膜和肾脏组织cDNA文库构建以及EST的初步分析

利用SMARTcDNA文库构建试剂盒首次构建了健康虾夷扇贝(Mizuhopecten yessoensis)外套膜和肾脏2种组织的cDNA文库。2个文库容量分别为2.30×106CFU/mL和1.20×106CFU/mL,重组率均超过98%,平均插入片段长度均大于1kb,文库质量符合标准要求。将随机选取的4009个克隆进行5′端测序,得到3884个有效序列(外套膜923个,肾脏2961个),测序成功率96.9%。经过质量控制和拼接,共得到2007条单基因簇(Unigenes),包含363个序列重叠群(Contigs)和1644条单一序列(Singletons)。通过BLASTx和BLASTn搜索比对,共有659个Unigenes(外套膜157个;肾脏502个)获得了基因注释(Ee-5),占Unigene总数的32.84%。对Unigene的功能和分类进行了初步分析,发现多种与免疫相关的基因,如凝集素、超氧化物歧化酶、溶菌酶、大防卫素等。利用SSRIT在线工具对2007条Unigene查找微卫星,发现有69个EST中含有微卫星序列,其中40个可以用于引物设计。虾夷扇贝cDNA文库的成功构建,为进一步的EST分析、功能基因的表达和克隆、多态性EST-SSR的筛选以及虾夷扇贝分子遗传学研究、种质资源评价和分子选育等奠定了基础。