红色荧光蛋白基因在转基因唐鱼中遗传和表达的稳定性分析

为了评估转红色荧光蛋白(red fluorescent protein,RFP)基因唐鱼新品系的稳定性,研究了RFP基因在不同世代转基因唐鱼中的遗传和表达情况。荧光显微镜下观察显示,RFP基因在F6和F10代所检测的组织器官中均有表达,并且两个世代间相同组织部位的表达水平相似。F6和F10代个体分别配对繁殖实验表明,RFP基因在转基因唐鱼后代中的遗传仍然符合孟德尔分离规律,而且培育出的转基因个体表型特征无显著差异。利用PCR技术在F2、F6和F10代转基因唐鱼基因组中扩增外源性肌球蛋白轻链2启动子、RFP基因编码区和整合位点上下游侧翼区域(片段总长度为4 883 bp),测序结果显示,3个世代间的外源基因序列完全相同,没有发生碱基缺失或突变等现象。研究表明,红色荧光蛋白基因在转基因唐鱼传代培育过程中保持了稳定的遗传和表达。     

异源和同源dmrt1基因过表达载体在青鳉体内的整合和表达

利用半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)dmrt1基因和青鳉(Oryzias latipe)dmrt1基因构建过表达载体,采用显微注射技术将两种载体分别导入青鳉受精卵中,比较异源和同源dmrt1基因对青鳉胚胎孵化率的影响以及两种dmrt1基因在青鳉体内的基因整合率、基因表达率及对芳香化酶基因(cyp19a)表达的影响。结果表明,注射48 h后,两种载体均在胚胎内大量表达,注射青鳉同源性dmrt1载体的受精卵孵化率(69.5%)要显著高于注射异源性dmrt1载体的受精卵(36.5%)。30 dph(days post hatching)两组被注射稚鱼均能检测到基因整合,注射同源dmrt1的整合率(30%)要高于异源dmrt1(10%)。30 dph稚鱼体内检测不到异源性dmrt1载体的表达,但能检测到同源dmrt1载体的mRNA表达,同时芳香化酶基因的表达受到了抑制。本研究为研究舌鳎性别分化相关基因功能提供了基础,并为在模式鱼类中研究海水鱼相关基因功能累积了必要的资料。     

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。     

热休克蛋白70(HSP70)基因在中国对虾染色体上的定位

以热休克蛋白70(HSP70)基因为探针,利用荧光原位杂交(FISH)的方法,将其初步定位在中国对虾(Fenneropenaeus chinesis)染色体上。观察150组精巢细胞染色体,有111组染色体有3个杂交信号,占所观察的74％,由此得出,热休克蛋白70基因(HSP70)很可能存在于中国对虾减数分裂细胞3对染色体的3个位点上。本研究首次将功能基因定位在了对虾染色体上,为中国对虾的遗传物理图谱的构建提供了有效可行的方法。     

Tgf2转座系统在转RFP基因斑马鱼上的应用

提高目的基因的转植效率与可遗传效率是转基因鱼研制的关键点之一。本研究利用近年开发的金鱼转座子系统进行转基因斑马鱼的研制,探讨其在转基因鱼上应用的可行性。通过PCR方法,改造Tgf2转座子供体质粒pTgf2-EF1α-eGFP,将肌球蛋白轻链2启动子(mylz2)与红色荧光蛋白基因(RFP)定向插入其中,构建可在肌肉组织特异性表达红色荧光蛋白的Tgf2转座子供体质粒pTgf2-Mylz2-RFP。通过显微注射,将Tgf2转座子供体质粒与Tgf2转座酶mRNA共注射于斑马鱼(Danio ririo)受精卵中,共注射受精卵972粒,出膜后存活的仔鱼803尾,其中携带外源基因的仔鱼为615尾,阳性率为76.6%。转红色荧光蛋白基因斑马鱼首代F0培育至性成熟,将其中的10尾F0斑马鱼分别与野生型斑马鱼进行配对繁殖,其中1个组合产生了体表呈现均匀红色荧光的F1个体,因此RFP在F0的整合率为10%。将红色荧光F1个体培育至性成熟并与野生型鱼配对繁殖,F2的阳性个体占69%。本研究结果说明,由Tgf2转座子介导的转基因技术,可有效提高目的基因的转植效率与整合效率,在转基因鱼构建以及相关研究中具有开发应用前景。     

绿色荧光蛋白基因向花鲈胚胎的转移及其表达

通过显微注射的方法,将绿色荧光蛋白(Green fluorescent protein,GFP)基因注射入花鲈(Lateolabrax japonicus)单细胞期受精卵动物极细胞质内。初步研究了显微注射后的花鲈胚胎的存活状况。在荧光显微镜下观察到了GFP的表达,多数胚胎表现为嵌合性表达。利用PCR技术,从花鲈尾芽期胚胎DNA中扩增出了特异片段,大小为750bp,表明显微注射胚胎中整合了外源GFP基因。     

“转红色荧光蛋白基因唐鱼的构建、生物学特性和生态安全性研究”通过成果鉴定

2012年11月16日,中国水产科学研究院珠江水产研究所完成的“转红色荧光蛋白基因唐鱼的构建、生物学特性和生态安全性研究”项目通过农业部科技教育司组织的成果鉴定。     

低温胁迫对尼罗罗非鱼水通道蛋白(Aquaporin 1，AQP1)基因(AQP1)表达的影响

以经过连续多代抗寒选育获得的尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)耐寒品系为实验材料, 克隆了尼罗罗非鱼水通道蛋白基因(AQP1)的cDNA序列, 并采用实时荧光定量PCR分析方法探讨了低温胁迫对罗非鱼AQP1基因表达水平的影响。序列分析结果显示, 尼罗罗非鱼AQP1 cDNA长度为1 098 bp, 包含36 bp的5′端非翻译区序列、783 bp开放阅读框(ORF)和279 bp的3′非翻译区序列, 编码261个氨基酸。氨基酸序列比对表明, 各物种间AQP1序列的同源性较高(96%~59%)。聚类分析表明, 尼罗罗非鱼首先与同属鲈形目丽鱼科的斑马拟丽鱼(Maylandia zebra)聚在一起, 再与其他硬骨鱼类聚为一类。实时荧光定量PCR 结果表明: 在水温从30℃逐渐降到10℃过程中, 肌肉和肝组织AQP1基因的表达量从20℃开始均逐渐下调。其中肌肉组织中, 与30℃时的表达量相比, 耐寒品系在20℃时表达量大幅度下调, 当水温为15℃时, 其表达量下调幅度为22.16倍。当水温降到10℃时, 其表达量下调了107.73倍。而对照组AQP1基因的表达量在15℃时, 下调幅度为5.38倍。当水温达到10℃时, 其表达量下调幅度为11.30倍。结果分析显示, 耐寒品系与对照组AQP1基因在低温条件下的表达量存在显著性差异(P<0.05)。而在肝组织中, 当水温降到15℃时, 耐寒品系和对照组的表达量下调幅度分别为3.38倍、1.42倍。水温降到10℃时, 其表达量上调幅度分别为18.85倍、9.01倍。结果分析表明, 低温条件下耐寒品系与对照组AQP1基因在肝组织中的表达差异不显著(P>0.05)。结果表明, AQP1表达对温度敏感, 耐寒品系较高的耐寒能力与其在低温条件下的肌肉组织大幅上调表达有关。由此可见, AQP1基因在罗非鱼低温适应过程中发挥重要作用, 是潜在的研究罗非鱼耐寒机制的候选基因之一, 本研究为进一步研究罗非鱼的耐寒分子机制和开展鱼类抗逆育种提供参考。

     

坛紫菜有丝分裂阻滞缺陷蛋白2基因(Ph-mad2)的克隆及其在单性生殖过程中的表达

为探究坛紫菜雌配子体单性生殖过程的细胞二倍化机制,实验基于坛紫菜雌性配子体的转录组信息,克隆和分析了坛紫菜的有丝分裂阻滞缺陷蛋白2(PhMAD2)基因(Phmad2),同时对其在坛紫菜单性生殖发生过程中处于不同发育时期的细胞中的表达特征进行了初步研究。结果显示,坛紫菜Ph-mad2基因的cDNA的完整开放阅读框为672 bp,编码223个氨基酸,分子量为23.8 ku。从氨基酸序列比对结果可知,坛紫菜PhMAD2蛋白中所具有的典型的HORMA结构域和保守的丝氨酸和苏氨酸磷酸化位点,均与团藻和莱茵衣藻MAD2蛋白相同。系统发育分析表明,坛紫菜与藻状菌纲的异丝水霉和寄生水霉的亲缘关系最近。实时荧光定量PCR检测显示,与可进行正常有丝分裂的营养细胞相比,在坛紫菜单性生殖过程中发生细胞二倍化的生殖细胞和单性孢子时期,Ph-mad2基因的表达量显著下降;但是,在随后可进行正常有丝分裂的单性孢子萌发体细胞和处于营养生长期的单性孢子体细胞中则表达上调。这一结果暗示Ph-mad2基因的表达下调可能阻碍了坛紫菜单性生殖初期单倍体细胞进行有丝分裂时纺锤体组装检验点的形成,在一定程度上致使它们发生了染色体加倍。     

荧光原位杂交技术在鱼类基因定位研究中的应用

荧光原位杂交fluorescence in situ hybridization,FISH）技术是一种简单而有效的染色体上物理定位DNA序列的技术。本文介绍了荧光原位杂交技术的基本原理以及实验流程,综述了近年来FISH技术在鱼类基因定位方面的应用,如来源于细菌人工染色体（bacterial artificial chromosome,BAC）文库的单拷贝基因的定位、核糖体基因和组蛋白基因等中度重复序列的定位、着丝粒特异序列和性别特异序列等高度重复序列的定位以及其他重复序列的定位等,用于研究特定基因定位、性染色体鉴定及种间杂交等遗传学问题,并展望了此技术在定位鱼类经济性状相关标记或基因、性别相关标记或基因及种特异染色体标记中的应用前景。     

虹鳟pmela基因的克隆及其在不同发育阶段和组织中的表达分析

前黑素小体蛋白a (premelanosome protein,pmela)基因是黑色素合成通路中的关键基因之一,对动物的体色有着重要影响。为探讨pmela基因在虹鳟(Oncorhynchus mykiss)体色变异中的作用,本研究利用cDNA末端快速扩增(rapid amplification of cDNA ends,RACE)技术对pmela基因cDNA全长进行克隆并运用生物信息学方法分析该基因的序列特征,同时采用qRT-PCR比较pmela在野生型虹鳟(虹鳟)、黄色突变型虹鳟(金鳟)和杂交F₁代受精期至孵化后3个月不同发育时期及成鱼不同组织中的相对表达量。研究获得pmela基因cDNA全长序列3 476 bp,包含2 532 bp开放阅读框,编码843个氨基酸。序列分析发现,Pmela为疏水性蛋白且存在PKD功能结构域。同源性比对发现,虹鳟Pemla氨基酸序列与红鲑(Oncorhynchus nerka)的同源性高达97.75%;进化分析结果显示,虹鳟与红鲑的亲缘关系最近,与人类(Homo sapiens)和小鼠(Mus musculus)的亲缘关系最远。...     

红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)Vtg基因实时荧光定量PCR分析的引物设计与评估

为应用实时荧光定量PCR(qPCR)技术分析红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)卵黄蛋白原(Vitellogenin,Vtg)基因的组织表达谱,利用Primer5.0软件设计了扩增红鳍东方鲀Vtg基因片段的引物并进行了qPCR评估。结果显示:引物对VtgF-VtgR在qPCR扩增时,熔解曲线为单一尖锐峰;标准曲线分析显示:引物的扩增效率为105.32%,R^2值为0.999。上述结果说明该对引物具有良好的扩增特异性和扩增效率,满足了qPCR扩增的要求。     

10种免疫相关基因在斜带石斑鱼组织中的表达分析

采用相对实时荧光定量PCR(Quantitative Real-time PCR,qRT-PCR)技术,以β-肌动蛋白(β-actin)的表达量作为内参,对健康养殖斜带石斑鱼(Epinephelus coioides)不同组织(头肾、心脏、肝脏、脾脏、鳃、肌肉、鳍、眼、肠道)中的10种免疫相关基因:免疫球蛋白(IgM)、CD4、MHCIIa、TCRβ、CD8a、MHCIa、ISP16、Mx、TNFR14、HSP90的mRNA表达量进行了研究。结果显示,10种免疫相关基因在斜带石斑鱼的10种组织中均有表达。其中体液免疫相关基因[免疫球蛋白(IgM)、CD4和MHCIIa]在鳃中的表达量最高,在其他组织部位的表达量相对较少。细胞免疫相关基因(TCRβ、CD8a和MHCIa)也是在鳃中的表达量最高,在眼、肌肉、肝和肠的部位表达量相对较少。ISP16在鳃和肝中的表达量较高,在肌肉和肠中的表达量较低。Mx在鳃中的表达量较高,在肌肉和肠的表达量较低。TNFR14在眼的表达量较高,在肠的表达量较低。HSP90在鳃和肝中的表达量相对较高,在心和肌肉的表达量较低。     

日本沼虾核糖体蛋白S3 a基因cDNA的克隆、表达及其在卵巢发育中的功能初探

为了探究日本沼虾(Macrobrachium nipponense)核糖体蛋白S3a(MnRPS3a)在其卵巢发育中的功能,利用cDNA末端快速扩增(RACE)-PCR技术获得了MnRPS3a基因的全长cDNA序列,并利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)和免疫荧光(IF)技术分别进行了该基因的表达模式和蛋白定位分析。结果显示,MnRPS3a基因cDNA全长902 bp,共编码266个氨基酸;MnRPS3a与墨吉对虾(Fenneropenaeus merguiensis)RPS3a氨基酸序列相似性最高,进化上的亲缘关系也最近;在不同组织中,MnRPS3a基因在肌肉中的表达量最高;在不同发育阶段卵巢中,MnRPS3a基因在Ⅰ期卵巢中的表达量最高;注射5-羟色胺(5-HT)能诱导日本沼虾卵巢MnRPS3a和卵黄蛋白原(Vg)基因表达升高,而注射多巴胺(DA)则抑制这2个基因表达。MnRPS3a蛋白主要定位于日本沼虾Ⅰ期和Ⅱ期卵巢的滤泡细胞、Ⅲ期和Ⅳ期卵巢卵母细胞的细胞质中。结果表明MnRPS3a可能在日本沼虾卵巢发育调控中发挥重要的作用。     

半滑舌鳎酪氨酸酶基因(TYR)和多巴色素异构酶基因(DCT)的克隆表达与分析

作为我国鲆鳎鱼类中的一种主要养殖品种,半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)有时会发生无眼侧黑化(Melanism)、有眼侧白化(Albinism)的体色异常现象。本研究克隆了半滑舌鳎体色相关的酪氨酸酶基因(TYR)和多巴色素异构酶基因(DCT)的cDNA序列,并对这2个基因进行系统发育分析和时空表达分析。实验获得了TYR基因编码区cDNA序列长度为1620 bp,编码539个氨基酸;DCT基因编码区cDNA序列长度为1551 bp,编码516个氨基酸。结果显示,TYR和DCT在20日龄前的鱼苗体内表达量较高,尤其是在变态关键时期(15~20日龄)表达量最高,30日龄时的表达量锐减到很低水平;在其他时期的皮肤组织中,这2个基因在有眼侧正常皮肤和无眼侧黑化皮肤的表达量最高,在有眼侧白化皮肤和无眼侧正常皮肤中表达量极低;在其他时期的其他组织中,在眼睛中的表达量最高,其次是肝脏,在脾脏和肌肉中表达量极低。研究表明,TYR和DCT基因是半滑舌鳎无眼侧黑化发生和有眼侧体色维持的关键基因。本研究为查明半滑舌鳎体色异常机制提供了重要依据和参考。     

广西凡纳滨对虾源副溶血弧菌3种毒力基因检测及tlh基因的蛋白表达

采用PCR技术检测分离自广西钦州、北海和防城港3市凡纳滨对虾样品中的67株副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)3种毒力基因tdh、trh和tlh的携带情况,并将tlh基因进行原核表达,SDS-PAGE和Western blotting鉴定分析。结果显示,67株副溶血弧菌均未扩增出tdh和trh基因,而tlh基因检出率为100.0%,所检副溶血弧菌的毒力基因型为tdh~-trh~-tlh~+。成功构建了原核表达质粒pET-28a-tlh,将其转化至大肠杆菌BL21 (DE3)感受态细胞后,经IPTG诱导表达,SDS-PAGE电泳检测得到大小约为53 kDa的产物,与预测值相符。经Western blotting鉴定,该重组表达产物能与抗6×His标签的单克隆抗体发生特异性反应。