转Hu-IFN-α基因草鱼雌核发育F1的遗传配型分析

1998年,张学文等[1]通过分子重组,将人α干扰素(Hu-IFNα)基因编码序列克隆到鲤β肌动蛋白基因启动子下游,构建了能够在鱼体内表达的Hu-IFN-α基因重组分子,然后通过显微注射法将重组基因注射入草鱼1～2细胞期的受精卵内,获得转抗病基因草鱼.此后,该项目研究小组开展了一系列研究[2-6],对转Hu-IFN-α基因草鱼接种草鱼出血病病毒(GCRV991)的攻毒实验表明:转Hu-IFN-α基因草鱼对草鱼出血病病毒的抗性比普通草鱼提高了66%.但是,目前的转基因技术还无法使外源基因在鱼体内进行定点整合,目的基因在鱼体内的整合形式难以确定.     

草鱼α-淀粉酶基因组织表达特征和早期发育的表达谱

为获知α-淀粉酶(α-amylase,AMY)在鱼体内的组织分布以及在鱼类早期发育过程中的特征,从消化酶的角度阐明鱼类对糖的利用机理,实验在获得草鱼(Ctenopharyngodon idellus)α-淀粉酶基因编码区序列的基础上,应用实时定量PCR(real-time PCR)检测了草鱼α-淀粉酶基因在不同组织和早期发育不同时期的相对表达量。序列分析结果显示:草鱼的α-淀粉酶的ORF框长1 539 bp,编码512个氨基酸,氨基酸同源性比对发现草鱼α-淀粉酶与其它物种的同源性很高,且在关键活性位点处均保守,其中与斑马鱼(Danio rerio)α-淀粉酶氨基酸的同源性最高,为92%,与人的同源性最低,为72%。对血液、心脏、肝胰脏、肾、肌肉、脑、前肠、中肠、后肠9个组织定量分析结果显示:草鱼α-淀粉酶基因在肝胰脏中的表达量最高,在前肠、中肠和后肠能检测到明显的表达,在心脏和肾脏仅能检测到微弱的表达。早期发育定量分析结果显示:从未受精卵到神经胚都没有检测到α-淀粉酶基因的表达,从器官形成期开始检测到微弱的表达,一直到出膜后48 h表达都很微弱,出膜72 h之后表达量升高较明显。对组织分布和早期发育的定量研究结果分析表明:肝胰脏并不是草鱼生成α-淀粉酶的唯一场所,在肠道中也有α-淀粉酶的合成;从出膜72 h仔鱼开口摄食之后,α-淀粉酶基因表达量增加得较明显,推测摄食能够促进α-淀粉酶基因的表达。     

基因重组草鱼生长激素(r-gGH)对草鱼鱼种生长的促进作用

家蚕多角体病毒表达系统在家蚕体内表达基因重组的草鱼生长激素(r-gGH),具有与天然草鱼生长激素(GH)相似的免疫原性和生物活性。为了节省基因工程研究中的下游工作 (基因产物的分离和提纯),本研究将含有r-gGH的家蚕直接作为饵料源,冻干并磨碎后拌在饵料中投喂草鱼鱼种,通过养殖实验及生化测定分析对比r-gGH促进草鱼鱼种生长的剂量依存关系,筛选活性强的处理剂量和处理时间,期望为鱼类养殖生产提供一种较为经济、来源容易、方法简易而又切实可行的促进鱼种生长并且可以大规模应用的方式。实验结果表明,投喂含有r-gGH的家蚕,有相当一部分被鱼体消化道吸收,进入血液循环。投喂2 h和6 h 后,草鱼鱼种的血清GH水平均显著高于对照组(投喂基本饲料)和投喂正常家蚕组;每天投喂和隔2天投喂,均使草鱼鱼种的血清GH水平显著升高,并对草鱼鱼种生长都有明显的促进作用。短期(3 d)和长期(42 d)投喂含有r-gGH 的家蚕,无论是低剂量(10 mg·g^-1饲料)还是高剂量(20 mg·g^-1饲料),均极其显著地提高草鱼鱼种的血清GH水平;长期(42 d)投喂亦对草鱼鱼种的生长有显著的促进作用,鱼体的相对体重增长率、相对体长增长率、食物转化率和肥满度显著增加。     

人生长激素基因在团头鲂和鲤中的整合和表达

采用显微注射方法，将带有小鼠ＭＴ－１基因启动顺序与人生长激素ｈＧＨ基因顺序重组的线状ＤＮＡ片段，注入团头鲂和鲤的受精卵，获得成活的实验鱼。经斑点、Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交、Ｎｏｒｔｈｅｒｎ杂交、放射免疫和酶联等方法检测，表明外源基因在受体鱼中得到整合、转录、翻译和表达，并具促生长效应。转基因雌鱼和雄鱼有性繁殖所获得的子鱼带有外源基因，表明外源基因能通过性细胞传递给子代，并仍具促生长效应。     

基因重组金枪鱼生长激素对草鱼鱼种生长的促进作用

本文反映了基因重组金枪鱼生长激素(r-tGH)对草鱼鱼种生长的影响。r-tGH通过注射、灌喂和投喂三种方式都可以提高草鱼鱼种的相对体重和相对体长生长率、食物转化率和血清生长激素水平。同时,用药组的肥满度增加量比对照组的高,说明r-tGH促进草鱼鱼种体重增长的效果比促进体长增长的效果好。     

转Hu-IFN-α基因草鱼雌核发育F1的遗传配型分析

The Hu-IFN-α gene, which was transducted into downstream promoter of β-actin gene of common carp (Cyprinus carpio), was recombined by DNA recombination technology. These recombined genes were injected into 1-2 cell fertilized eggs of grass carp (Ctenophatyngodon idellus) by microinjection technology, we gained transgenetic fish by molecular detection methods. In order to analyse the genetic expression of tranHu-IFN-α gene gynogensis F₁, which male individualization were gained by raising methyltestosterone, molecular genetic marker technology was used. In our research, 30 random primers were picked out from 48 and were used into RAPD-PCR, the result indicated that 1 169 clear, steady and repeated DNA finger printing bands were achieved. On the basis of gentic distance matrix among tranHu-IFN-α gene gynogenesis F₁ group, the genetic relationship of gynogenesis F₁ were analysed by UPGMA, the results showed the genetic patterns are close between the 3# male gynogenesis F₁ and the the 23# female of gynogenesis F₁, 5# and 27#, 2# and 28#, 2# and 30#. The data indicated that these group could be served as parent of tranHu-IFN-α grass carp (Ctenophatyngodon idellus) pure line.     

草鱼C1qC基因的克隆及表达分析

为了研究C1qC基因在草鱼(Ctenopharyngodon idella)免疫过程中所起的作用,利用RT-PCR和RACE方法克隆获得了C1qC基因cDNA全长序列,经序列分析表明,所克隆的C1qC cDNA全长为916 bp,包括开放阅读框(open reading frame,ORF)735 bp,5′端非编码区(untranslated region,UTR)89 bp和3′端非编码区(UTR)92 bp。735 bp的ORF共编码244个氨基酸,相对分子量为26 162.5 U。同源性分析表明,草鱼与斑马鱼(Danio rerio)的相似度最高,达到71%。经草鱼呼肠孤病毒(grass carp reovirus,GCRV)诱导后,草鱼C1qC基因在鳃、皮肤、肌肉、肝、中肾、心脏、头肾等组织中的mRNA表达水平均显著上调。在草鱼胚胎发育的各个阶段都能检测到C1qC mRNA的表达,说明该基因可能在草鱼胚胎和鱼苗的免疫反应和早期发育中起重要作用。本研究将为今后在草鱼免疫功能方面深入研究C1qC基因提供基础资料。     

草鱼PPARα和PPARγ基因的克隆与组织表达差异

根据GenBank上登录的过氧化物酶体增殖物激活受体s(Peroxisome proliferator activated receptor,PPARs)基因序列设计2对引物,提取草鱼肝脏组织总RNA,经RT-PCR扩增获得了PPARα 624bp和PPARγ438 bp.并利用半定量RT-PCR分析T草鱼PPARα和...     

草鱼Mx蛋白基因的克隆与原核表达

根据已报道的Mx蛋白cDNA序列设计合成特异引物，应用逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)方法，从草鱼呼肠孤病毒(GCRV)诱导的草鱼(Ctenopharyngodon idellus)肝脏总RNA中扩增获得Mx蛋白cDNA，回收纯化后克隆到pGEM-T Easy Vector系统的T载体上。重组子的序列分析表明：所克隆的Mx蛋白cDNA长722bp，编码240个氨基酸，包括1个三联GTP结合区域和1个发动蛋白(dynamin)族特征的序列。与已知鱼类Mx蛋白基因序列比较表明，草鱼Mx蛋白基因序列与其它鱼类Mx基因相应序列具有较高的同源性，其中与斑马鱼Mx蛋白E型基因碱基序列比较同源性最高，为87．1％。将此基因改造后定向克隆至原核表达质粒pBV220，构建成重组草鱼Mx蛋白基因表达质粒pBVgcMx，并在大肠杆菌中获得高效表达，重组草鱼Mx蛋白的表达量占菌体总蛋白的26．6％。Q-sephrose FF层析柱分离纯化的重组草鱼Mx蛋白纯度达95．6％。     

草鱼CD8α、CD207基因重组真核表达质粒的构建与表达分析

为进一步研究CD8α、CD207在草鱼树突状细胞(dendritic cells,DCs)中的功能,实验构建了草鱼CD8α、CD207基因重组真核表达质粒并在草鱼DCs中成功表达。采用逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)技术从草鱼DCs中获得CD8α、CD207开放阅读框序列(ORF),分别插入真核表达质粒pcDNA3.1,构建重组真核表达质粒pcDNA3.1-CD8α、pcDNA3.1-CD207;经测序鉴定正确后,采用脂质体法将重组真核表达质粒分别转染至草鱼树突状细胞,经细胞免疫荧光技术和蛋白免疫印迹(Western blot)法验证CD8α、CD207的表达。结果显示,在蛋白免疫印迹实验中CD8α、CD207蛋白可正常表达,且大小与预测结果一致。细胞免疫荧光结果显示,CD8α、CD207蛋白主要在草鱼DCs的细胞膜上表达。本研究成功构建pcDNA3.1-CD8α、pcDNA3.1-CD207重组真核表达质粒,为后续研究CD8α、CD207基因在DCs中的作用机制奠定了基础。     

绿色荧光蛋白基因重组子的构建及其在鱼类受精卵中的表达

通过体外重组，将绿色荧光蛋白基因编码序列克隆到鲤鱼肌动蛋白基因启动子下游，构建成能在鱼体内表达绿色荧光蛋白的重组分子。用限制性内切酶PvuI酶切线性化后，通过显微注射法导入金鱼受精卵内，在转化后48h，可观察到绿色荧光，经PCR初步筛选后，对显阳性个体进行Southern杂交检测，结果表明，转化个体表现出较强的杂交信号。这说明绿色荧光蛋白基因能在金鱼体内整合、表达。     

草鱼α-淀粉酶基因5＇侧翼序列克隆与分析

应用PCR和Genome Walking技术克隆获得长度为168 bp的草鱼（ Ctenopharyngodon idellus）α-淀粉酶基因外显子Ⅰ序列和2063 bp的5＇侧翼序列。将草鱼α-淀粉酶基因外显子Ⅰ序列与已知几种鱼类α-淀粉酶基因外显子Ⅰ序列比对,相似度为68%~86%。将草鱼α-淀粉酶基因5＇侧翼序列进行生物信息学分析,确定了其转录起始区域及转录起始位点（ TSS）;在TSS上游30 bp处有1个TATA-box,-58 bp处有CCAAT-box;在5＇侧翼序列中还发现有GATA-1、OCT-1、GR、HNF-3、AP1和SP1等转录因子结合位点。草鱼α-淀粉酶基因5＇侧翼序列的克隆,为进一步研究不同食性鱼类α-淀粉酶基因侧翼序列的差异、鱼类α-淀粉酶基因的表达、功能及调控机理奠定基础。     

草鱼IFNa和IFNd重组蛋白表达、纯化及单克隆抗体制备

为系统研究草鱼I型干扰素的合成、分泌和免疫功能,本研究在大肠杆菌中表达并提纯了草鱼IFNa（CiIFNa）和IFNd（CiIFNd）重组蛋白。将CiIFNa和CiIFNd成熟肽分别克隆到pET-21d或pEHISTEVb表达载体上,并转化到大肠杆菌中;IPTG诱导表达得到CiIFNa和CiIFNd成熟肽的包涵体,经过盐酸胍变性、蛋白复性和浓缩后,利用AKTA分子筛层析获得了纯度较高的重组蛋白。用重组蛋白免疫小鼠,通过PEG法诱导得到杂交瘤细胞;将稳定分泌抗体的阳性细胞株的细胞悬液注射入小鼠腹腔,制备腹水抗体并进行纯化。本研究纯化了草鱼CiIFNa和CiIFNd各2株抗体,并采用SDS-PAGE、ELISA、Western blot和免疫荧光法对其进行了较全面的鉴定。研究结果表明CiIFNa和CiIFNd单克隆抗体特异性好、效价高,能够特异识别在大肠杆菌和真核细胞中表达的重组蛋白,且不存在CiIFNa和CiIFNd分子间的交叉识别。本研究制备的单克隆抗体为深入研究草鱼干扰素的细胞来源和蛋白表达规律奠定基础。     

草鱼PGC-1α基因的表达及饲喂n-3 HUFAs对其影响

获得了草鱼过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅助活化因子1α(PGC-1α)部分cDNA序列(GenBank注册号为HM015283),并进行了序列同源性分析;采用实时定量反转录聚合酶链式反应(qRT-PCR)方法,检测了PGC-1α基因在草鱼不同组织的表达状况;研究了投喂高不饱和脂肪酸(HUFAs)对草鱼肝胰脏PGC-1α基因时序表达的影响。结果显示,所获得的草鱼PGC-1α基因部分cDNA序列长度为612bp,与人、牛、小鼠、斑马鱼和金鱼等动物的同源性为75%～97%;该基因在草鱼肝胰脏、肾脏、肌肉、心脏、鳃等10个组织中均有表达,其中在肾脏和心脏中表达丰度最高,在精巢和脾脏中表达丰度最低;草鱼摄食HUFAs饲料后第7天PGC-1α基因的表达水平极显著升高,随后又迅速下降。研究首次克隆得到草鱼PGC-1α基因部分cDNA序列,并发现该基因在草鱼能量代谢水平高的组织中表达较高,且其表达受到HUFAs的调控,其时序表达模式为先升高,然后恢复到正常水平。     

草鱼APN基因的克隆及表达特征

氨肽酶N(APN)是肽酶M1家族的成员之一,在蛋白质的消化中发挥重要作用。采用同源克隆和RACE技术首次克隆草鱼APN基因的全长cDNA序列。该cDNA全长为3258bp,包含27bp的5UTR序列,552bp的3UTR序列,2679bp开放阅读框,编码892个氨基酸;草鱼与斑马鱼基因同源性和编码氨基酸同源性分别为81.5%和75.4%,与其他动物同源性分别为58.8%～61.2%和54.3%～60.2%。经预测,其编码蛋白的分子量为100.61ku,等电点为5.14,该蛋白具有与哺乳动物十分相似的1个螺旋跨膜结构,但跨膜区氨基酸同源性较低;系统进化分析表明,草鱼APN基因与斑马鱼的亲缘关系最近;利用Real-timePCR技术检测了该基因的发育表达,结果显示草鱼出膜4d后APNmRNA表达量相对稳定;APN在草鱼前肠、中肠和后肠均有较高的表达量,以前肠组织表达量最高;昼夜节律研究发现,肠道APN基因06:00-18:00的表达量较18:00-06:00高。     

草鱼天然抗性相关巨噬蛋白基因的表达特征与蛋白表达

为探讨Nramp基因在草鱼(Ctenopharyngodon idellus)免疫应答中的作用,采用实时荧光定量PCR技术,对比研究了Nramp基因在草鱼不同发育阶段、不同组织及嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)攻毒感染后4个组织不同时间的差异表达,并利用原核表达技术对草鱼Nramp基因ORF区642 bp的目的片段进行蛋白表达,获得40 k D的融合蛋白。实时荧光定量PCR分析结果表明,Nramp在草鱼胚胎发育过程中的表达量随着发育时间的增加而逐渐增强,在幼鱼期的表达量达到最大。成年健康草鱼不同组织中的表达量差异显著(P0.05),在肝中的表达量最高,其次是在脾、头肾、肠中的表达量较高,而在眼和鳔中的表达量最低。草鱼感染嗜水气单胞菌后,在头肾、肝、脾、肠中Nramp的表达量都显著上升(P0.05),在头肾中感染12 h后显著上升,48 h达到最大,在72 h和96 h时又显著下调,在7 d时表达量继续下调而逐渐回归到初始水平;在肝中Nramp基因的表达量在4 h时出现下调,在12 h又显著上调,随后在24 h出现下调,在48 h又上调,72 h达到最大并保持较高水平到7 d;在肠中m RNA表达量在12 h显著上调,48 h达到最大,在72 h和96 h显著下调,在7 d时表达量基本回归到初始水平;在脾中m RNA表达量在4 h开始上升,12 h达到最大,在24 h和48 h表达水平显著下调,在7 d时表达量回归到初始水平。草鱼感染致病菌可引起免疫相关组织中Nramp的表达量上升,说明Nramp在硬骨鱼类的天然免疫反应过程中发挥着重要作用。     

草鱼呼肠孤病毒VP6蛋白基因植物表达载体的构建

以据草鱼呼肠孤病毒(GCRV)VP6蛋白的全基因序列(GeneBank AF403394)为模板,采用RT-PCR构建了草鱼呼肠孤病毒VP6蛋白基因植物表达载体的构建。结果显示:实验构建的pCR 2.1-VP6重组质粒含有NcoⅠ和BglⅡ酶切位点;pCR 2.1-VP6重组质粒经PCR扩增和测序显示含有1.3 Kbp的草鱼呼肠孤病毒VP6基因读码框片段。将目的片段VP6酶切、克隆到携带有绿色荧光蛋白(GFP)基因的植物表达载体pCAMBIA1302中,再经酶切、PCR扩增和序列测定显示,pCAMBIA1302-VP6含有1.3 Kbp的草鱼呼肠孤病毒VP6基因片段,说明已插入植物表达载体pCAMBIA1302绿色荧光蛋白基因前,成功构建了融合表达草鱼呼肠孤病毒VP6蛋白和绿色荧光蛋白的植物表达载体pCAMBIA1302-VP6。     

草鱼天然抗性相关巨噬蛋白基因全长cDNA的克隆与表达分析

天然抗性相关巨噬蛋白(Nramp)家族是一类抑制胞内寄生菌侵染的天然免疫相关蛋白.本研究克隆了草鱼(Ctenopharyngodon idellus)Nramp基因并进行了表达分析.该基因cDNA序列全长为3158 bp,编码1个含544个氨基酸的蛋白.该蛋白含有Nramp家族的特征序列:包含12个跨膜区(TM)、1个由20个氨基酸残基组成的胞质内转运结构域(CTM).草鱼Nramp同其他16个物种的Nramp氨基酸序列同源性在62.5%～90.2%之间.草鱼Nramp基因cDNA的独特结构是其3味端非翻译区(UTR)和5'UTR各有1个脊椎动物Nramp2中的铁反应控制蛋白结合位点(IRE).系统进化分析表明,草鱼Nramp和所有鱼类Nramp聚为一簇,与哺乳类Nramp2的亲缘关系较近.Nramp基因在单鱼头肾和脾脏中的表达量最高,在肌肉和皮肤中的表达量最低,在草鱼呼肠孤病毒(GCRV)感染的草鱼肾脏细胞系(CIK)中的表达量明显升高.     

利用RNA-Seq技术分析草鱼生长性状相关基因和SNP标记

为开发与草鱼生长性状相关基因及单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)标记,实验采用转录组测序技术(RNA sequencing,RNA-Seq)对草鱼快长组和慢长组的肝脏、肌肉和脑组织分别进行分析,共获得31 465万条高质量短读序(clean reads),经组装得到34 147条拼接基因(unigene),平均长度为1 060 bp,其中有30 751条unigene获得注释。在肝脏、肌肉和脑组织中分别筛选到1 013、552和372个差异表达基因,并从中检测到4 580个SNP标记。采用SNaPshot技术对其中34个SNP标记在300尾草鱼生长性状极端群体中进行多态性检测和验证,30个SNP标记分型成功,准确率为88.24%。进一步采用一般线性模型分析30个SNP标记与生长性状的相关性,结果显示,unigene00810126-8014标记CC基因型的体质量、体长、体高、头长和尾柄长性状均值显著高于TT基因型。unigene00810126-2903标记AA基因型的体质量显著高于GG基因型。unigene00870394-525标...