半滑舌鳎食欲素A体外重组表达及活性分析

为了在蛋白水平上认识半滑舌鳎食欲素A(orexin A)的摄食调控作用及机制,利用原核表达载体pET32a成功构建了重组半滑舌鳎orexin A/pET32a质粒,转化至大肠杆菌BL21后经IPTG诱导获得了N端含6个组氨酸的半滑舌鳎orexinA重组蛋白。获得的重组蛋白大小为24.9 ku,32℃下用1.0 mmol/L的IPTG诱导6 h目的蛋白表达量最高,占菌体总蛋白的52.8%,并主要分泌在上清液中。Western blotting免疫印迹表明,获得的orexin A重组蛋白可被6×His抗体特异性识别。Ni~(2+)-NTA亲和层析柱纯化获得了高纯度的半滑舌鳎orexin A重组蛋白。下丘脑离体孵育实验表明,获得的orexin A重组蛋白能显著影响半滑舌鳎下丘脑NPY mRNA,orexin mRNA的表达水平和NPY肽的分泌,表明获得的重组蛋白具有生物活性。研究结果可为探究orexin A在半滑舌鳎摄食代谢中的作用机制及研制高效绿色的促摄食制剂提供基础资料。     

半滑舌鳎黑色素聚集激素重组制备与生物活性分析

根据半滑舌鳎黑色素聚集激素(MCH1)的c DNA序列设计特异性引物扩增成熟肽片段,利用原核表达载体p ET-32a成功构建了重组MCH1/p ET32a质粒,转化大肠杆菌BL21(DE3)后经IPTG诱导可产生N端含6个组氨酸的重组蛋白。半滑舌鳎MCH1重组蛋白大小为29.9 ku,32°C条件下以0.2 mmol/L IPTG诱导6 h时目的蛋白表达量最高,占菌体总蛋白的49.8%。Western blotting免疫印迹表明,MCH1重组蛋白可被6×His抗体特异性识别。经Ni2+-NTA亲和柱纯化,可获得高纯度的MCH1重组蛋白。采用垂体离体孵育方法测试蛋白活性,MCH1重组蛋白可有效刺激或抑制垂体MCH和MSH肽的分泌,MCH肽水平先上升后下降,在100 nmol/L达到峰值,MSH肽水平显著升高。随着外源MCH1重组蛋白浓度的增加,垂体MCH1和MCH2 m RNA表达都呈现先上升后下降的趋势,POMCa和PACAP m RNA表达都呈现明显下降趋势,而POMC-b、MCHR1、MCHR2、MITF基本没有变化,表明获得的半滑舌鳎MCH1重组蛋白具有调节垂体激素分泌和基因表达的生理功能。本研究可为研制半滑舌鳎无眼侧黑化调控的专用生物制剂提供理论与技术依据。     

半滑舌鳎两种leptin基因的体外重组表达和生物活性分析

根据半滑舌鳎lepa和lepb编码氨基酸序列合成开放阅读框ORF肽段。利用原核表达载体pEQ30成功构建了半滑舌鳎lepa/pQE30和lepb/pQE30重组质粒,分别转化至大肠杆菌M15后,经IPTG诱导获得了N端含6个组氨酸的半滑舌鳎LepA和LepB重组蛋白。获得的重组蛋白大小均为16 ku,37°C下用0.5 mmol/L的IPTG诱导4 h后目的蛋白表达量最高,主要以包涵体形式存在。检测半滑舌鳎LepA和LepB重组蛋白浓度分别为0.3和0.25 mg/mL。Western blot免疫印迹和质谱分析表明,获得的LepA和LepB重组蛋白均具有免疫活性且序列正确。Ni2+-NTA亲和层析柱纯化可获得高纯度的半滑舌鳎LepA和LepB重组蛋白。离体孵育实验表明,获得的半滑舌鳎LepA和LepB重组蛋白能显著抑制半滑舌鳎下丘脑lepa、lepb和gnrh3 mRNA的表达水平,表明获得的重组蛋白具有明显的生物活性。研究结果可为探究leptin在半滑舌鳎生长发育中的调控机制提供重要参考。     

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis Günther)IGF-Ⅱ的体外重组表达

为在蛋白水平认识半滑舌鳎类胰岛素生长因子Ⅱ(IGF-Ⅱ)的生理功能,将IGF-Ⅱ成熟肽序列克隆到原核表达载体pET-28a中,成功构建了重组半滑舌鳎IGF-Ⅱ/pET28a质粒,导入到E. coli BL21(DE3)菌株后经IPTG诱导,获得了大小为11.4 kDa的重组IGF-Ⅱ蛋白,N端含6个组氨酸,可特异性地被6×His抗体识别。重组IGF-Ⅱ蛋白在最优诱导条件37℃诱导2 h,目的蛋白表达量占重组表达菌总蛋白的43.7%,重组蛋白主要以包涵体存在。将获得的重组蛋白包涵体经变性、纯化和复性后,获得了纯化的IGF-Ⅱ重组蛋白,其可在体外显著促进人乳腺癌MDA231细胞的增殖,表明IGF-Ⅱ重组蛋白具有体外细胞水平的生物活性。本研究结果可为认识鱼类IGF-Ⅱ生理功能及半滑舌鳎生长调控机制提供理论支撑。     

半滑舌鳎类胰岛素生长因子-Ⅰ的原核表达及活性分析

根据半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis Güther)类胰岛素生长因子-Ⅰ(IGF-I)基因的cDNA序列, 设计引物扩增编码IGF-I成熟肽序列, 此序列由210个碱基组成, 包括B-C-A-D 4个功能域。利用PCR方法将扩增片段克隆到原核表达载体pET-28a上, 得到重组质粒, 将重组质粒导入到大肠杆菌BL21( DE3)后经IPTG诱导产生N端含6个组氨酸的融合蛋白。以SDS-PAGE电泳检测和SigmaScan软件分析获得的多肽, 结果表明: IGF-I融合蛋白大小为11.4 kD, IPTG诱导3 h时目的蛋白表达量最高, 占细菌总蛋白的58.5%, 1 L菌液表达目的蛋白40.7 mg, 主要以包涵体形式存在。利用Western-blotting方法验证融合蛋白可特异性的被6×His抗体识别。诱导表达后的菌液沉淀经6 mol/L盐酸胍变性、Ni²⁺离子亲和柱纯化和尿素梯度复性, 获得大小为11.4 kD的纯化蛋白。细胞增殖实验表明, IGF-I融合蛋白可显著促进乳腺癌细胞MDA231细胞的增殖, 具有生物学活性。本研究通过原核表达技术获得了体外重组的具有生物活性的半滑舌鳎IGF-I融合蛋白, 结果可为半滑舌鳎生长调控技术研究提供基础资料。

     

半滑舌鳎生长因子midkine的定点改造及原核表达

为进一步研究半滑舌鳎midkine(MK)成熟肽活性与功能,对半滑舌鳎生长因子MK成熟肽进行定点改造及原核表达.根据大肠杆菌偏爱密码子的特点,实验利用SOEing PCR法对半滑舌鳎MK成熟肽进行定点突变.将改造后的半滑舌鳎成熟肽MK克隆到载体质粒pET32a(+),构建原核表达载体pET32a(+)-MK,并转化至大肠杆菌BL21(DE3) pLysS菌株中.SDS-PAGE结果显示,与对照组相比,经IPTG诱导表达后半滑舌鳎重组蛋白MK存在于大肠杆菌上清液中,产物相对分子质量约为33 ku.研究表明,本实验对半滑舌鳎生长因子midkine成功进行了定点改造,原核表达质粒成功构建并在大肠杆菌中高效表达,且主要以可溶形式存在.     

半滑舌鳎颗粒酶B基因的克隆和表达分析

颗粒酶(granzyme, Gzm) B是免疫炎症反应必不可少的介质,可激活半胱天冬酶3,进而诱导靶细胞的凋亡。本研究通过PCR扩增和RACE技术获得了半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)颗粒酶B基因(CsGzmBl)的全长cDNA序列,并对其序列特征和表达水平进行了分析。结果显示,CsGzmBl cDNA全长为923 bp,开放阅读框长度为780 bp,编码259个氨基酸(前19个氨基酸残基为信号肽序列),5′非编码区为49 bp,3′非编码区为94 bp。CsGzmBl的基因组结构比较保守,由5个外显子和4个内含子组成。CsGzmBl蛋白包含2个N端糖基化位点、1个催化三联体“His63Asp112Ser207”、1个“PHSRPYMA”结构域及6个保守的半胱氨酸。荧光定量PCR结果显示,CsGzmBl在半滑舌鳎健康成鱼不同组织中均有表达,其中,在脾脏中表达量最高,头肾、中肾、肝脏和鳃中表达量次之,在肌肉中表达量最低。与对照组0 h相比,CsGzmBl在哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)感染后的不同时间点的脾脏、肠、肝脏、皮肤、鳃和肾脏中的表达水平均有不同程度的上调。研究表明,CsGzmBl基因在半滑舌鳎抵御哈维氏弧菌感染过程中发挥重要作用。     

半滑舌鳎染色体核型分析

The tonguefish Cynoglossus semilaevis (Giinther) is a rare fish species in Chinese offing, inhabiting in the warm water bottom. The metaphase chromosome preparation of the fries has been got from their fins by hot air drying methods, while the metaphase chromosomes of one year old young fish which has physiologically sex differentiation has teen got from their renal tissues by the method of PHA and colchicine injection. The karyotypes were examined. The result shows that there are 42 acrocentric chromosomes in diploid and their karyotype formula is 2n = 42t, and there existed heterotypic sex chromosome which belongs to ZW/ZZ type. The sex ratio in artificial bred stock is nearly 1 : 1.     

半滑舌鳎生长激素及其受体基因的原核表达

根据已克隆的半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)生长激素(GH)基因和生长激素受体Ⅰ(GHR-Ⅰ)基因的cDNA序列信息设计引物,用于扩增半滑舌鳎GH、GHR-Ⅰ基因序列。随后,分别利用表达载体pET-32a和pGEX-6P-1成功构建了包含半滑舌鳎GH、GHR-Ⅰ基因ORF全序列及不同ORF片段的6个重组质粒,并将获得的重组质粒在表达宿主菌大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)中,用IPTG诱导表达。SDS-PAGE电泳结果显示:重组GH的pET-32a-CSGH质粒在40 kD处有特异性的蛋白条带,重组GHR-Ⅰ胞内区的pGEX-6P-1-CSGHR1-2质粒在70 kD处发现诱导的蛋白条带,其表达量分别占细胞蛋白总量的37.6%和20.2%;而构建的pGEX-6P-1-CSGH重组质粒和含有GHR-Ⅰ基因跨膜区的重组质粒(pET-32a-CSGHR1-1、pET-32a-CSGHR1-2和pGEX-6P-1-CSGHR1-1)均未获得表达产物。由此可见,半滑舌鳎GHR-Ⅰ基因的跨膜区可能影响其在大肠杆菌中的表达。研究结果为实现半滑舌鳎GH、GHR-Ⅰ制剂的开发及应用于养殖生产实践奠定基础。     

半滑舌鳎精子冷冻保存

半滑舌鳎精子冷冻保存对于人工繁殖育苗、杂交育种、雌核发育及其性别控制研究具有重要的意义,为此,本文对半滑舌鳎精子冷冻保存方法进行了研究。分别利用2．8mol／L的二甲基亚砜（DMSO）、甘油（Gly）和1,2-丙二醇（PG）冷冻保存该鱼精子。结果显示,DMSO冷冻保存精子的活力较高。利用MPRS＋2．8mol／L DMSO以1：0．5、1：1、1：1．5和1：2的比例稀释并冷冻精子,1：1比例在冻前能够抑制精子的运动,冻后活力可达82．50±3．54％,显著高于其他稀释比例（P〈0．05）。分别利用冷冻保存液A（MPRS＋2．8mol／L DMSO）和B（TS-2＋2．8mol／LDMSO）稀释平衡精子,精子在A中的冻前快速运动时间、寿命分别为37．75±6．45S和145．00±78．98S,与鲜精无显著差异（P〉0．05）。利用以上两种冷冻稀释液冷冻保存精子,精子在A液中的冻后活力和寿命分别可达53．50±6．69％和98．00±13．51s,冷冻效果优于B液（P〈0．05）。冷冻后精子的受精率和孵化率分别为55．00±5．00％和35．00±13．23％,受精率与鲜精无显著性差异（P〉0．05）,因此认为MPRS＋2．8mol／L DMSO可用于半滑舌鳎精子的冷冻保存。     

哲罗鲑胰岛素样生长因子-I的原核表达及活性鉴定

为进一步了解哲罗鲑IGF-I,实验采用逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)方法,从哲罗鲑肝脏的总RNA中扩增出胰岛素样生长因子-I(IGF-I)的c DNA开放阅读框(open reading frame,ORF)序列。利用原核表达载体p S构建重组表达质粒(IGF-I/p S),并将其转化到宿主大肠杆菌Rosetta后经IPTG诱导获得重组哲罗鲑IGF-I蛋白。经SDS-PAGE电泳检测,在35~50 ku有条带与预期相符,且重组蛋白以包涵体的形式存在。包涵体经变性/复性实验后,获得纯化的IGF-I融合蛋白。ELISA鉴定结果显示,目的蛋白能特异性识别抗鱼类IGF-I抗体,表明获得了具有免疫活性的哲罗鲑IGF-I蛋白。细胞增殖实验(MTT法)结果显示,重组IGF-I蛋白对大麻哈鱼胚胎细胞(CHSE-214)、鲤上皮细胞(EPC)及虹鳟性腺细胞(RTG-2)均有显著促增殖作用,表明获得的重组IGF-I蛋白具有细胞水平的生物活性。本研究为深入了解IGF-I在哲罗鲑生长发育中的调控机制及绿色高效促生长制剂的研发奠定基础。     

半滑舌鳎创伤弧菌分离鉴定及其荧光定量PCR方法的建立

为确定患病半滑舌鳎的病原,从其体内分离到3株革兰氏阴性菌,将其分别命名为ST-1、ST-3和ST-6,进行细菌理化特性、药敏试验、16S rDNA测序以及组织病理学观察等方面的研究,并建立了外膜蛋白(OMP)基因的SYBR Green I荧光定量PCR检测方法。结果显示,3株分离菌株的理化特性符合创伤弧菌特征,16S rDNA与创伤弧菌标准菌株ATCC29307序列相似性达99%以上,系统发育树分析显示,3株分离株与创伤弧菌自然聚为一支,最终鉴定为创伤弧菌;药敏试验显示,3株菌对头孢克肟、头孢哌酮、链霉素、亚胺培南和氟苯尼考等药物高度敏感。人工回归感染试验表明,分离株具有致病性,且半滑舌鳎、斑马鱼的临床症状与自然患病鱼症状相似;组织病理学观察显示,鳃丝上皮细胞增生,鳃小片肿胀黏连、颗粒细胞和黏液细胞增多,肝脏中央静脉淤血,肾脏出血、坏死,肠道黏膜固有层萎缩、黏液细胞增多等。进一步建立OMP基因的荧光定量PCR方法,结果显示,标准曲线的相关系数为0.995,检测下限为1.88×10~2 CFU/mL。以上结果可为半滑舌鳎弧菌病的致病机理、分子诊断和防治提供科学参考。     

半滑舌鳎Dmrt3基因cDNA片段的克隆与表达分析

同源克隆了半滑舌鳎Dmrt3基因的部分cDNA片段,片段长度为228 bp,NJ系统发育树显示,半滑舌鳎Dmrt3基因cDNA片段与红鳍东方鲀、青鳉以及斑马鱼的Dmrt3基因cDNA片段同源性最高,首先聚为一支。实时定量分析了Dmrt3基因在半滑舌鳎雌性和雄性个体的各组织中的表达情况,以及在高温处理和甲基睾酮处理组的雌性、雄性和伪雄鱼的性腺组织中的表达。Dmrt3基因在雌性和雄性的脑、垂体、性腺、肝脏、脾脏、心脏、肾脏7个组织中都有表达,但是表达量有差异,在精巢中的相对表达量高,Dmrt3基因在精巢的表达与其它组织中的表达差异极显著(P<0.01),而在卵巢中的表达很微弱,结果预示Dmrt3基因可能在雄性的性腺发育过程中起着重要的作用。高温处理组的雌性、雄性和伪雄鱼的性腺组织之间Dmrt3的表达无显著差异(P>0.05),但都极显著低于对照组的雄鱼(P<0.01)。高温处理组的伪雄鱼与对照组雌鱼性腺中Dmrt3的表达表达无显著差异(P>0.05)。甲基睾酮处理组的雄鱼和伪雄鱼性腺中Dmrt3的表达都显著高于对照组雄性(P<0.01)。从孵化后43 d到5月龄,Dmrt3的相对表达量很低,7月龄时表达量显著升高,9月龄时达到最高峰,12月龄时表达量下降,这也预示Dmrt3基因在半滑舌鳎性腺的发育过程中起重要作用,可能是促进生殖细胞发育的重要转录因子。     

半滑舌鳎Cs-UBE2D4基因的克隆、表达模式及启动子活性

泛素-蛋白酶体系统作为重要的蛋白质修饰途径,参与多个生物学过程,其中泛素结合酶E2作为关键酶可以决定泛素化对靶蛋白的影响。为了探究泛素结合酶E2在半滑舌鳎雌性性腺发育中的作用,本研究克隆了半滑舌鳎Cs-UBE2D4基因的开放阅读框ORF,检测了该基因在不同组织和不同发育阶段性腺中的表达模式;构建了其启动子报告基因载体(pGL3-Cs-UBE2D4)并进行了启动子活性分析。Cs-UBE2D4开放阅读框为360 bp,编码119个氨基酸,含有保守的泛素结合酶E2结构域。荧光定量PCR结果显示,Cs-UBE2D4在雌鱼的各组织中广泛表达,其中在卵巢和肝脏中表达量较高,而在雄鱼中几乎检测不到表达;在卵巢各发育阶段中,该基因的表达量从90日龄开始上调,6月龄达到峰值,之后开始下调,在1.5龄时表达量最低,在3龄时表达量有所回升,其中6月龄表达量为90日龄表达量的1.97倍。双荧光素酶活性检测结果显示,Cs-UBE2D4启动子具有较强的转录活性。本实验将为进一步开展Cs-UBE2D4基因对半滑舌鳎卵巢发育和性别调控相关机制的研究提供理论依据。     

半滑舌鳎溃疡病病原菌的分离、鉴定及其致病性分析

采用2216E和TCBS培养基分别从患溃疡病半滑舌鳎的肠道和体表病灶分离获得菌株40株,经血平板检验分离菌株的溶血活性,体外筛选并鉴定出3株潜在致病性菌株,即哈维氏弧菌、溶藻弧菌以及副溶血性弧菌。通过将3株潜在致病菌与健康半滑舌鳎的肠道上皮细胞共培养,检测病原菌刺激后半滑舌鳎肠道上皮细胞相关免疫基因的相对表达量及共培养后肠道上皮细胞的凋亡率,对病原菌的致病性进行细胞水平的筛选。结果显示,经哈维氏弧菌刺激后肠道上皮细胞白介素10基因(IL-10)表达量极显著上调,说明哈维氏弧菌引起的共培养上皮细胞免疫反应最为剧烈,且哈维氏弧菌与肠道上皮细胞共培养后导致细胞的凋亡率高达48.3%,其次为溶藻弧菌(36%)和副溶血性弧菌(34.5%),推测哈维氏弧菌为半滑舌鳎溃疡病高致病性弧菌。通过对半滑舌鳎进行浸浴回感实验,结果发现,哈维氏弧菌、溶藻弧菌和副溶血性弧菌人工回感后第6天半滑舌鳎的累计死亡率分别为100%、95%和75%,与细胞水平检测结果相吻合。实验表明,所筛选到的3株弧菌均具有较强的毒性和致病性,尤其以哈维氏弧菌致病性最强,并由此推测半滑舌鳎溃疡病可能由多种致病菌共同感染所致。     

近缘新对虾cyclin B基因的克隆与原核表达

采用RACE技术,克隆了近缘新对虾cyclinB基因,该序列全长1 667 bp,编码区1 209bp共编码402个氨基酸,所推导的氨基酸序列N端不存在信号肽.BLAST比对后发现,其氨基酸序列与刀额新对虾的同源性达90％.经RT-PCR检测,cyclin B基因在近缘新对虾的卵巢和肌肉中表达水平最高,胸神经节和心脏次之,鳃、眼柄神经节、肝胰腺几乎没有表达.推测主要与cyclin B在细胞周期中调控细胞分裂的功能有关.原核表达结果显示,pET32a表达载体在0.2 mmol/L IPTG、25℃诱导4h条件下可得到纯度较高的分子量约67 ku的蛋白.     

半滑舌鳎有效群体大小估计

为了解半滑舌鳎当前的群体遗传结构,探究半滑舌鳎有效群体大小(N_e)发展趋势及现状,实验通过性别特异性分子标记随机鉴定了800尾半滑舌鳎的遗传性别,选取297个遗传雌性半滑舌鳎样本进行简化基因组测序(2b-RAD),获得了64 416个可用SNP标记,利用这些标记进行全基因组范围的连锁不平衡分析得到各染色体上连锁不平衡分布;根据标记间不同物理间距进行半滑舌鳎有效群体大小的估计,初步了解各历史世代下有效群体规模;通过选择0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0 Mb等7个不同染色体片段大小反映出半滑舌鳎群体遗传结构经过自然与人工共同选择的历史发展趋势。结果显示,半滑舌鳎有效群体大小随其连锁不平衡程度衰减而呈连续下降趋势,至2世代前其有效群体大小仅为29尾左右。