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。     

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。     

斑节对虾天门冬氨酸转氨酶基因的克隆及氨氮胁迫条件下的表达分析

为了探索天门冬氨酸转氨酶(AST)在斑节对虾(Penaeus monodon)氨氮(NH3-N)解毒代谢中的作用,该研究利用RACE技术获得了斑节对虾AST基因(PmAST)的cDNA全长序列,进行了相关生物信息学分析,在此基础上采用荧光定量与氨氮胁迫实验的方法研究了PmAST基因在斑节对虾的不同组织以及不同浓度氨氮胁迫过程中差异表达情况。该序列全长1 957 bp,开放阅读框(ORF)为1 242 bp,3'非编码区(UTR)为584 bp,包括含有30个碱基的poly(A)尾,5'非编码区(UTR)为131 bp。ORF可编码413个氨基酸,预测分子量为45.852 kD,理论等电点为8.85。序列含有1个AAT-like超家族结构域、15个磷酸化位点和2个糖基化位点。PmAST的mRNA在斑节对虾各组织中都有表达,在肝胰腺中表达量最高,其次为鳃组织,在胃和脑组织中的表达量最低。96 h氨氮胁迫后荧光定量PCR分析结果表明,PmAST在肝胰腺和鳃组织中都具有不同程度的表达上调,显著高于对照组(P0.05)。研究结果表明斑节对虾的PmAST基因在氨氮胁迫条件下会出现表达上调,并且氨氮浓度越高其上调幅度也越大,所以PmAST参与了斑节对虾的急性氨氮胁迫应答。     

斑节对虾谷氨酸脱氢酶基因的克隆及氨氮胁迫对其时空表达的影响

采用cDNA末端快速扩增技术(rapid amplification of cDNA ends, RACE)获得了斑节对虾(Penaeus monodon)谷氨酸脱氢酶基因(PmGDH)的cDNA序列。该序列全长2386 bp,开放阅读框(ORF)为1677 bp,3?非编码区(UTR)为688 bp,包括含有27个碱基的poly(A)尾,5?非编码区(UTR)为21 bp。ORF可编码558个氨基酸,预测分子量为61.837 kD,理论等电点为6.57。序列含有ELFV dehydrog N与NAD bind 1 Glu DH两个保守结构域,37个磷酸化位点,3个糖基化位点。通过同源性、相似性以及系统进化树分析,斑节对虾的GDH基因与凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)GDH基因的同源性和相似性最高,并与其聚为一支。采用荧光定量的方法研究了PmGDH基因在斑节对虾不同组织、氨氮胁迫过程中差异表达情况。结果表明, PmGDH的mRNA在各组织中都有表达,其中,在肌肉组织中表达量最高,其次为眼柄神经,在血淋巴与肠组织中表达量最低。96 h氨氮胁迫后,荧光定量PCR分析结果表明PmGDH在肝胰腺和鳃组织中的表达与对照组相比都具有显著差异(P<0.05),都具有不同程度的表达上调。表明PmGDH在氨氮代谢方面具有重要的作用,参与了斑节对虾机体的急性氨氮胁迫应答反应。     

中国明对虾酚氧化酶原基因cDNA的克隆与表达特征

利用3′和5′RACE技术从中国明对虾血细胞中克隆了一个酚氧化酶原基因FCproPO,FCproPO基因cDNA全长为2311bp,其中开放阅读框2061bp,编码687个氨基酸,预测分子量为78.71ku。推测的序列与凡纳滨对虾同源性为84%,与日本囊对虾同源性为71%。RT-PCR实验结果表明,FCproPO在血细胞中的相对表达量最高,在心脏和精巢中几乎不表达。序列分析发现FCproPO含有两个保守的铜离子结合位点;进化分析发现FCproPO与斑节对虾、日本囊对虾、凡纳滨对虾等海水虾的酚氧化酶原亲缘关系最近。该基因在被鳗弧菌和对虾白斑病毒(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,提示中国明对虾FCproPO基因在免疫反应中具有重要作用。     

中国明对虾NHE3基因克隆及其在pH胁迫下的表达

为研究钠/氢交换体(Na+/H+-exchanger,NHE)在中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)响应pH胁迫过程中发挥的作用,首先采用静水毒性实验方法确定了中国明对虾酸碱半致死pH,然后利用RACE技术克隆了中国明对虾Na+/H+-exchanger isoform 3(命名为FcNHE3)基因,并通过荧光定量PCR及RNA干扰技术分析了其在pH胁迫下的表达特征及功能。结果显示,72 h酸性半致死pH和碱性半致死pH分别为5.2和9.1。克隆获得FcNHE3基因(Gen Bank:MF373587)cDNA序列全长3508 bp,开放阅读框2805 bp,编码934个氨基酸,具有信号肽和12个跨膜结构域;蛋白同源分析发现,FcNHE3与青蟹(Carcinus maenas)同源性最高,达到74%;系统进化分析显示,FcNHE3与三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)和青蟹亲缘关系最近。荧光定量PCR分析表明,FcNHE3基因在鳃组织中表达量显著高于其他组织(P0.05);酸性半致死pH(pH 5.2)胁迫下,FcNHE3基因在整个胁迫过程中显著上调表达(P0.05);碱性半致死pH(pH 9.1)胁迫下,FcNHE3基因在前48 h显著下调表达(P0.05),12 h表达量最低,仅在72 h出现上调表达。RNA干扰后,FcNHE3基因表达受到抑制,pH 5.2胁迫下对虾存活率相比对照组显著下降。研究表明相较于高pH胁迫,FcNHE3基因在中国明对虾响应低pH胁迫过程中可能发挥更重要的调节作用。     

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。     

斑节对虾MKK7基因的克隆及在不同胁迫条件下的表达分析

丝裂原活化蛋白激酶激酶7（MKK7）是JNK（c-Jun N-terminal kinase）信号通路的关键调控因子,参与调节细胞对各种胞外刺激的反应。本研究利用RACE技术克隆获得了斑节对虾（）,其全长为2710 bp,包括14 bp的5''非编码区（UTR）、1295 bp的3''UTR和1401 bp的开放阅读框（open reading frame,ORF）,编码466个氨基酸。多重序列比对和系统进化树分析结果表明,基因聚为一支并且具有最高的同源性（99.14%）。定量表达结果表明,Staphylococcus aureus）组和鳗弧菌（Vibrio harveyi）组,这两种组织中的表达量均显著低于对照组。两组低盐（17、3）胁迫后,肝胰腺和鳃组织中的PmJNK在各组的表达均受到抑制,表明MAPK信号转导通路可能在斑节对虾免疫防御和盐度应激过程中发挥重要作用。     

中国明对虾BMP-7基因的克隆及表达模式分析

为探明转化生长因子-β (TGF-β)超蛋白家族的成员之一骨形态发生蛋白7 (BMP-7)基因在中国明对虾肌肉发生和生长过程中的表达模式,通过cDNA末端快速扩增技术得到了中国明对虾BMP-7基因(FcBMP-7基因)2003 bp的全长cDNA,包含466 bp的5′非翻译区和295 bp的3′非翻译区,1242 bp的开放阅读框共编码413个氨基酸。利用实时荧光定量PCR技术分析FcBMP-7基因在中国明对虾幼体原肠期、无节幼体期、溞状幼体期、糠虾幼体期、仔虾期5个不同发育时期肌肉组织中的表达规律,结果显示,该基因在幼体发育的各时期均有表达,原肠期表达量最低,从无节幼体期开始表达量显著增加(P<0.05),糠虾期表达水平最高,表明FcBMP-7基因参与了幼体肌肉的发生过程。此外,进一步分析FcBMP-7基因在中国明对虾2种规格幼虾[(3.95±0.08) g和(1.55±0.12) g]的8种组织中的表达模式,结果显示,FcBMP-7基因具有组织表达广泛性,且两组间的大部分组织的表达量均存在显著差异(P<0.05)。试验结果表明,FcBMP-7基因可能作为调节因子参与了...     

氨氮胁迫对中国明对虾血淋巴氨氮、尿素氮含量和抗氧化能力的影响

将600尾体重为(5.0±1.2)g的健康中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)随机分为5组,每组6个重复,每个重复20尾虾,分别暴露于不同氨氮质量浓度(0 mg/L、2 mg/L、4 mg/L、6 mg/L和8 mg/L)海水中,于胁迫后6 h、24 h、48 h、72 h和96 h测定血淋巴氨氮、尿素氮含量、总抗氧化能力(T-AOC)、抗超氧阴离子活力和血淋巴细胞过氧化氢酶(CAT)基因、过氧化物还原酶(Prx)基因和含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(caspase)基因的相对表达量,以0 mg/L氨氮组作为对照。结果显示,随着氨氮胁迫时间的延长,中国明对虾血淋巴氨氮含量逐渐积累,以8 mg/L组对虾血淋巴氨氮含量最高,是对照组的5.85倍。氨氮胁迫6 h,胁迫组中国明对虾血淋巴尿素氮含量显著高于对照组(P0.05),其中6 mg/L组对虾血淋巴尿素氮含量最高,是对照组的2.22倍。氨氮胁迫下中国明对虾血淋巴T-AOC、Prx mRNA相对表达量随着取样时间推移先升高后降低,而血淋巴抗超氧阴离子活力、CAT和caspase mRNA相对表达量随时间增加呈现先上升后下降再上升的变化过程。氨氮胁迫下中国明对虾血淋巴抗氧化能力被显著诱导,这可能破坏机体的氧化-抗氧化系统的平衡,从而导致caspase mRNA相对表达量的上调。     

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。

     

The responsive expression of a caspase gene in Chinese shrimp Fenneropenaeus chinensis against pH stress

Caspases are a family of proteases, which play an important role in apoptosis. To evaluate the relationship between apoptosis and pH stress in crustaceans, a caspase gene (FcCasp) was cloned from the Chinese shrimp Fenneropenaeus chinensis. The full length of FcCasp was 1329 bp with a 972 bp ORF, encoding a polypeptide of 323 amino acids with a calculated molecular weight and pI of 36.0 kDa and 6.27 respectively. The deduced amino acid sequence of FcCasp contained a potential active site (QACRG pentapeptide) conserved in most caspases and two profile hits (p20 and p10 domain profile). Comparison of amino acid sequences revealed that FcCasp had an overall similarity of 76–83% with other penaeid shrimp caspases. The amino acid sequence of recombinant FcCasp protein expressed in Escherichia coli was identified by matrix‐assisted laser desorption/ionization‐time of flight‐mass spectrometer analysis. High‐level expression of FcCasp in six different tissues was detected by real‐time polymerase chain reaction after exposure to pH stress for 96 and 148 h. TUNEL analysis indicated that apoptosis began to appear in F. chinensis hepatopancreas exposed to extreme pH for 12 h. The amount of apoptosis seems positively correlated with the length of exposure to the pH stressor. The results suggested that FcCasp was involved in the response to environmental pH stress.     

中国对虾(Fenneropenaeus chinensis)p38 MAPK基因克隆及表达分析

应用RACE克隆技术获得中国对虾(Fenneropenaeus chinensis) p38 MAPK基因全长cDNA序列,并对该序列进行分析.结果显示,中国对虾p38 MAPK基因全长为1563 bp,开放阅读框长1098 bp,5′非编码区长122 bp,3′非编码区长343 bp,将该基因命名为Fcp38.氨基酸序列分析推测,该基因编码365个氨基酸,分子量为41.77 kDa,理论等电点为5.68.同源性分析表明,Fcp38基因与凡纳滨对虾和日本囊对虾的p38相似性最高,为98％.通过比对发现,该基因除含p38家族特有的标志性Thr-Gly-Tyr双磷酸化位点和底物结合位点Ala-Thr-Arg-Trp,还具有p38家族关键功能位点ED.系统进化分析显示,Fcp38与凡纳滨对虾和日本囊对虾的p38聚为一支.荧光定量PCR结果显示,Fcp38基因在肠、鳃、胃、心脏、淋巴、肝胰腺、肌肉、血细胞中均有表达,以在肌肉中表达量最高.氨氮胁迫后,该基因在中国对虾肌肉、血细胞、鳃、心脏、肠和胃中的相对表达量均显著增加,且有不同的时空表达趋势,表明Fcp38基因可能在中国对虾应对环境胁迫过程中起着重要作用.     

塔玛亚历山大藻对中国明对虾鳃组织的氧化胁迫和对Caspase基因(FcCasp)表达的影响

选择在中国分离得到的一株能产生麻痹性贝毒(Paralytic Shellfish Poison, PSP)的赤潮甲藻塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense) ATHK株, 研究其对中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)鳃组织氧化胁迫和Caspase基因(FcCasp)表达的影响。将中国明对虾分别暴露于200 cells/mL 和1 000 cells/mL塔玛亚历山大藻中, 于胁迫后3、6、12、24、48、72和96 h测定鳃的超氧化物歧化酶(SOD)活性、谷胱甘肽硫转移酶(GST)活性、丙二醛(MDA)含量和FcCasp基因相对表达量, 以不加藻的过滤海水作为对照。结果表明, 在200 cells/mL塔玛亚历山大藻胁迫下, SOD活性、GST活性、MDA含量和FcCasp相对表达量均随取样时间推移表现出先上升后下降的趋势。而在1 000 cells/mL塔玛亚历山大藻胁迫下, SOD活性随时间增加呈现先升高后降低的趋势, 在24~96 h 被显著抑制(P<0.05), GST活性除3和48 h外均被显著抑制(P<0.05), MDA含量和FcCasp相对表达量均整体表现上升的趋势, 呈现出一定的时间效应。相关性分析显示, 塔玛亚历山大藻胁迫下, 中国明对虾鳃的MDA含量和FcCasp相对表达量呈正相关(P<0.05)。实验结果表明, 塔玛亚历山大藻可破坏中国明对虾氧化−抗氧化系统的平衡, 引发对虾鳃组织的脂质过氧化(LPO), 造成其氧化损伤, 从而导致FcCasp表达的上调。本实验结果为将SOD活性、GST活性和MDA含量作为生物标志物, 用于评价塔玛亚历山大藻胁迫提供了依据, 同时也为研究塔玛亚历山大藻对中国明对虾的危害机制提供了参考。

     

中国明对虾主要过敏原基因分子克隆与序列分析

就中国明对虾主要过敏原原肌球蛋白基因进行了分子克隆与序列分析.从中国明对虾肌肉中提取总RNA,反转录合成第一链cDNA;根据原肌球蛋白cDNA的保守序列设计引物并进行PCR扩增,最后测序获得了中国明对虾原肌球蛋白的cDNA序列(GenBank accession:GU233303).该cDNA 序列含有长855nt的完...     

中国对虾NAGase基因SNP标记的筛选及与耐高pH性状的关联分析

为探究N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶基因(NAGase)对中国对虾(Fenneropenaeus chinensis)耐高pH性状的影响,本研究采用直接测序法及实时荧光定量PCR法检测FcNAGase的多态性,并分析其与中国对虾耐高pH性状的相关性。通过直接测序,在FcNAGase上共检测到29个潜在的SNP位点,分布频率为1.13/100 bp,其中,内含子的突变频率为0.35/100 bp,外显子的突变发生频率为0.78/100 bp。通过荧光定量PCR方法在中国对虾耐高pH性状分离群体中共检测到14个具有多态性的SNP位点,其中,观测杂合度(Ho)为0.2581~0.9390,期望杂合度(He)为0.0595~0.4490,多态信息含量(PIC)为0.0574~0.3731;利用卡方检验进行关联性分析,发现2个与中国对虾耐高pH性状显著相关的位点(P<0.05),分别为P12(P=0.036)和P27(P=0.018),本研究结果可为中国对虾分子标记辅助育种研究提供基础数据和方法。     

中国对虾人工选育群体的同工酶分析

采用水平淀粉凝胶电泳技术对中国对虾人工选育子一代、子四代、子五代群体和黄、渤海野生群体遗传变异进行了同工酶比较分析。结果表明，在检测的4个群体肌肉组织的13个基因位点中，MDH-2^*、GPI^*、MPI^*、PGM-2^*和PGM-3^*5个位点呈多态。PGM-3^*位点上的变异程度最高，其等位基因频率呈递减趋势；人工选育群体在MPI^*位点上出现^*c基因，其等位基因频率呈递增趋势。中国对虾野生群体同人工选育群体的多态位点比例相同，为38．46％；其平均观察杂合度分别为0．0577、0．0377、0．0263、0．0231，呈依次递减趋势。中国对虾野生群体和人工选育群体之间的遗传距离平均值为0．0062，远大于子四代和子五代间的遗传距离。人工选育中国对虾群体的遗传多样性已有所降低，但在某些基因座位上出现了特异基因，这是否可作为具有良好生长特性和抗逆能力的人工定向选育群体的基因标记尚有待进一步研究。