仿刺参cytb和β-actin基因表达稳定性比较

基因表达分析需要采用内参基因来校正目的基因的表达量。采用半定量RT-PCR的方法分析了cytb和β-actin基因在仿刺参(Apostichopus japonicus)未受精卵、受精卵、多细胞期、囊胚期、原肠期、小耳状幼体、中耳状幼体、大耳状幼体、樽型幼体、五触手幼体、稚参11个发育阶段和幼参的体壁、体腔细胞、肠道和呼吸树中的表达情况。结果表明:cytb在不同发育阶段和不同组织中稳定表达;β-actin基因在稚参之前不同发育阶段中表达水平有显著差异,在幼参的体壁、肠道和呼吸树中稳定表达。此外,cytb在lipopolysaccgarides (LPS)刺激前后的原肠胚、小耳状幼体、中耳状幼体、大耳状幼体、樽型幼体、稚参和幼参四种组织中表达量无显著差异;β-actin基因在LPS刺激前后的幼参体腔细胞、肠道和呼吸树中表达量无显著差异。本研究为仿刺参功能基因表达分析中,cytb与β-actin基因作为内参基因的可行性提供了依据。     

仿刺参过氧化氢酶基因全长cDNA的克隆及表达分析

研究仿刺参（Apostichopus japonicus）免疫相关基因的功能和作用机制可为仿刺参养殖病害的防控提供科学依据。克隆了仿刺参过氧化氢酶（catalase）基因的全长cDNA序列,全长1 885 bp,其中5′\|非翻译区（5′\|untranslated region,UTR）长76 bp,3′\|UTR长306 bp,开放阅读框（open reading frame,ORF）1 503 bp,编码500个氨基酸,预测蛋白分子量为56.56 kDa。氨基酸序列比对结果显示,仿刺参Catalase与三角帆蚌（Hyriopsis cumingii）和紫海胆（Strongylocentrotus purpuratus）的相似度最高,为75%。仿刺参catalase cDNA推导的氨基酸序列具有过氧化物酶定位信号PTS2、与还原型辅酶Ⅱ(NADPH) 结合的氨基酸残基及与其它物种高度保守的Catalase近端血红素配体签名序列（351RLFSYSDTH359）。系统进化分析显示仿刺参处于无脊椎动物分支中,和紫海胆位于同一小支上。实时定量PCR结果显示,catalase mRNA在仿刺参肠、体壁、肌肉、呼吸树、体腔细胞和管足中均有表达,在肠中表达量最高。在细菌脂多糖LPS刺激后4 h,体腔细胞中catalase mRNA表达量显著升高,表明仿刺参的catalase基因在应对外来病原菌刺激的免疫应答中发挥了重要作用。     

仿刺参ghitm基因的克隆及LPS诱导后的表达分析

根据GenBank中登录的仿刺参Apostichopus japonicus ghitm基因的EST片段,采用RACE扩增法克隆了仿刺参ghitm基因的cDNA全长序列,并利用qRT-PCR技术检测了经LPS诱导后仿刺参ghitm的表达变化情况。结果表明：仿刺参ghitm基因( Aj-ghitm)的cDNA序列全长为1325 bp,包含一个1005 bp编码334个氨基酸的开放阅读框,序列两端分别为140 bp的5’UTR和180 bp的3’UTR。序列分析结果显示, Aj-ghitm编码的蛋白含有一个8次跨膜结构域,与GenBank中登录的紫色球海胆GHITM蛋白的氨基酸序列相似度为65·4%,且在系统发育树中聚为一支; qRT-PCR检测结果表明,经LPS刺激可诱导仿刺参体腔细胞Aj-ghitm mRNA的表达且呈先下降后升高最后回复到接近正常水平的趋势,在24 h时上升到最高,随后下降。本研究是有关棘皮动物ghitm基因的首次报道,其结果可为进一步探讨ghitm在仿刺参抗细菌感染以及生长发育等方面的功能及作用机制提供参考。     

仿刺参耳状幼体和稚参阶段的体长遗传力估计

采用不平衡巢式设计方法和人工授精技术,为每个雄性仿刺参配3个雌性仿刺参,每个雌性个体产生若干幼体,建立了仿刺参Apostichopus japonicus9个半同胞家系和27个全同胞家系。对仿刺参中耳幼体的27个全同胞和稚参阶段的23个全同胞幼仿刺参的体长分别进行了测量,中耳幼体阶段共测量810个个体,稚参阶段共测量640个个体,并用MTDFREML软件中的混合动物模型对其进行分析,估计仿刺参早期生长发育的遗传力。结果表明,仿刺参中耳幼体阶段的体长生长性状遗传力为0．29,稚参阶段的体长遗传力为0．49。在仿刺参的不同发育阶段其体长生长性状的遗传力属于中度遗传力范围,说明仿刺参的体长生长性状是在加性效应控制下,对仿刺参进行选择育种具有较大的遗传改良潜力,可以获得较好的选择效果。     

刺参Y-box基因的克隆与表达分析

为了探究Y-box基因在刺参Apostichopus japonicus胚胎发育及性别分化中的作用,根据已有的EST序列,通过RACE技术克隆了刺参Y-box基因的cDNA全长序列,并利用实时定量PCR技术进行了表达模式分析。结果表明:刺参Y-box基因cDNA全长为1 142 bp,5’端UTR为102 bp,3’端UTR为215 bp,开放阅读框(ORF)为825 bp;Y-box基因cDNA全长编码274个氨基酸的前体蛋白,预测蛋白的相对分子质量为31 100,理论等电点为9.46,是亲水性蛋白;刺参Y-box氨基酸序列包含氨基酸N末端结构域、C末端结构域和冷休克结构域(CSD),其中CSD区在Y-box结合蛋白家族中非常保守;刺参Y-box结合蛋白质的二级结构没有α-螺旋和β-折叠,无规则卷曲占87.23%,延伸链占12.77%;刺参与其他物种的Ybox氨基酸的相似度为27%~41%,在冷休克区相似度很高,达到75%以上;构建的系统进化树表明,刺参与加州海兔Aplysia californica、栉孔扇贝Chlamys farreri、玻璃海鞘Ciona intestinalis聚为一支,为海洋无脊椎动物;经实时定量PCR检测,Y-box基因在小耳幼体中表达水平最高,且显著高于其他各发育阶段(P<0.05),在雄性性腺中的表达量显著高于雌性性腺(P<0.05)。研究表明,Y-box基因在刺参的胚胎发育及性别分化中发挥重要作用。     

刺参26S蛋白酶体S7亚基基因的克隆与组织表达分析

应用RACE法从刺参Apostichopus japonicus体腔细胞中克隆出26S蛋白酶体组成19S亚复合体亚基之一的S7亚基基因(GenBank登录号:JQ922514)。该基因的cDNA序列全长为2 445 bp,其中5’UTR为70bp,3’UTR为1 070 bp,开放阅读框为1 305 bp,编码435个氨基酸;保守区具有典型的ATP结合和水解基序,氨基酸序列分别为GPPGTGKT和DEID,具有MAT和VRPGRLDR的RNA/DNA螺旋酶的特征性基序;刺参26S蛋白酶体S7亚基基因与紫海胆的氨基酸序列同源性最高(95%),与脊椎动物、节肢动物的同源性较高(88%~89%),与线虫、拟南芥和酵母同源性较低(85%、77%和73%);S7亚基编码的蛋白没有信号肽,也没有跨膜结构域,为非跨膜蛋白,定位于细胞中的液态基质中。采用实时定量PCR方法检测了26S蛋白酶体S7亚基基因在刺参5种组织中的表达情况,结果显示,在肠、呼吸树、表皮、体腔细胞、纵肌中26S蛋白酶体S7基因均有明显表达,且体腔细胞中表达量最高,其次是纵肌和肠,在体壁和呼吸树中表达量较低。本研究中首次在刺参体内发现并克隆了26S蛋白酶体S7亚基基因,同时采用Realtime PCR技术对该基因的表达部位进行了研究,所得结果将为研究棘皮动物蛋白质代谢途径提供新的着眼点,为刺参生理功能的调控研究奠定了基础。     

鸭血清白蛋白基因克隆及其在病毒感染过程中的表达变化

【目的】克隆鸭血清白蛋白（duck serum albumin,DSA）基因,并对其进行生物信息学分析和mRNA表达规律研究。【方法】以前期抑制性消减杂交技术筛选的白蛋白（albumin,ALB）基因为候选基因,通过构建雏鸭肝炎病毒和聚肌苷酸胞苷酸(polyinosinic polycytidylic acid,Poly(I:C))感染模型,利用RT-PCR、RACE技术和基因组步移技术分别克隆ALB基因cDNA序列和5′侧翼序列,并对其进行生物信息学分析;同时利用RT-qPCR检测ALB基因各组织时空表达量。【结果】①ALB cDNA全序列长为2 107 bp,包括47 bp的 5′UTR、212 bp的 3′UTR和1 848 bp的开放阅读框（open reading frame,ORF）;其5′侧翼序列具有典型的TAAT box、CAAT box以及HSF、HNF、C/EBP等多个肝脏富含的潜在转录因子结合位点;②RT-qPCR显示,ALB mRNA 呈肝脏组织特异性表达,且在雏鸭肝炎病毒和Poly(I:C)等抗原刺激后,肝脏组织ALB mRNA表达量总体表现水平为先上升后下降,24 h后保持在稳定水平。【结论】成功克隆了鸭ALB基因cDNA和5′侧翼序列,该基因在不同禽类（鸡、鸭、火鸡）中表现为相当保守,主要在肝脏组织中表达,且在雏鸭肝炎病毒和Poly(I:C)感染下,ALB mRNA表现水平为先上升后下降。     

橘小实蝇羧酸酯酶基因BdCAREB1的克隆及其表达模式解析

【目的】在克隆获得橘小实蝇（Bactrocera dorsalis）1条羧酸酯酶基因全长序列的基础上,解析该基因在橘小实蝇不同发育阶段和组织以及经高效氯氰菊酯饲喂后的表达模式。同时结合之前完成的有关橘小实蝇羧酸酯酶生化特性以及增效剂处理研究结果,综合分析橘小实蝇羧酸酯酶对高效氯氰菊酯作用的应激反应,为明确羧酸酯酶对菊酯类杀虫剂的解毒代谢机制奠定基础。【方法】通过同源序列比对的方法,从橘小实蝇转录组数据中筛选出1条羧酸酯酶基因序列片段,利用cDNA末端快速扩增技术（RACE）扩增得到该基因的全长cDNA序列;应用生物信息学分析软件对该基因的开放阅读框、编码的氨基酸序列、分子量等信息进行预测,并基于最大似然法构建该基因与其他昆虫相关基因序列的系统发育树,阐明其分子生物学特征。此外,分别提取橘小实蝇不同发育阶段以及3龄幼虫的中肠、脂肪体、马氏管和气管等组织的RNA,在内参基因稳定性评估筛选的基础上,运用qPCR的方法解析该基因在不同发育阶段和组织间以及药剂处理后的表达模式。【结果】从橘小实蝇转录组数据库中筛选出1条长度为1 028 bp的羧酸酯酶基因片段,通过对5′端和3′端进行RACE扩增分别得到长度为1 073和625 bp的目的片段,经序列拼接和验证后,确定该基因全长为1 872 bp,完整开放阅读框1 710 bp,编码569个氨基酸,推测其蛋白质分子量为63.3 kD,理论等电点6.38。该基因经序列比对命名为BdCAREB1,GenBank登录号为KF539980。基于最大似然法构建的系统发育树显示,该基因编码的蛋白质与双翅目昆虫的羧酸酯酶具有高度的同源性。分析其在不同发育阶段的表达模式发现,BdCAREB1在3龄幼虫期的表达量最高,其次为成虫期,而在卵期的表达量最低。在橘小实蝇3龄幼虫不同组织间的定量分析结果表明,BdCAREB1在脂肪体中表达水平最高,其次在中肠和马氏管的表达水平较低且接近,而在气管的表达量最低。经饲喂0.33 μg?g-1（药剂/饲料）的高效氯氰菊酯后检测BdCAREB1在整虫及组织间的表达情况发现,该基因在幼虫以及脂肪体中的表达量显著上调。【结论】橘小实蝇BdCAREB1的表达具有发育阶段和组织特异性,在幼虫期和脂肪体的表达量最高,并对高效氯氰菊酯处理表现出明显的应激反应,具有可诱导性。结合此前完成的橘小实蝇羧酸酯酶活性测定及增效剂研究结果,分析该基因很可能参与橘小实蝇对高效氯氰菊酯的解毒代谢。     

刺参多功能表皮生长因子6(megf6)cDNA克隆及在肠再生过程中的表达分析

为了探究刺参Apostichopus japonicus多功能表皮生长因子6(multiple epidermal growth factor 6)的生物学信息和功能,利用RACE技术克隆了体质量为(92.0±4.0)g的成体刺参megf6基因(Aj-megf6)cDNA全长序列,并分析了该基因的信息学特征及其在肠再生过程中表达水平的变化。结果表明:刺参megf6基因的cDNA序列全长为5665 bp,共编码了1604个氨基酸,具有37个EGF样结构域;该基因编码蛋白的相对分子质量为172 500,理论等电点为4.74,该蛋白具有信号肽,为分泌蛋白,属于亲水性、非跨膜蛋白,共有53个磷酸化位点,分别为23个Ser位点、12个Thr位点、18个Tyr位点;MEGF6氨基酸多序列比对发现,刺参MEGF6与其他物种的氨基酸序列一致性为38.59%～49.07%,其中与紫球海胆Strongylocentrotus purpuratus的一致性最高,为49.07%,其次为长棘海星Acanthaster planci(48.71%);基于MEGF6氨基酸序列的系统进化树分析显示,刺参与紫球海胆、长棘海星聚为一支,该结果符合刺参的分类和进化地位,MEGF家族成员间比对分析显示,MEGF家族成员间具有一定的分化;实时定量PCR (qPCR)结果显示,在刺参肠再生过程中megf6 mRNA表达量呈先升高后降低的趋势,其中再生6 d时的表达量达到峰值,为对照组的126.47倍,再生18 d时降至正常水平。研究表明,刺参megf6基因的表达与刺参肠管形态的变化趋势相一致,推断megf6可能在刺参肠再生过程中发挥重要作用。     

低盐胁迫下仿刺参DD104基因的定量表达分析

以2龄仿刺参Apostichopus japonicus为试验材料,利用实时定量PCR技术分析了DD104基因在仿刺参不同组织中以及低盐胁迫后不同时间的表达情况.结果表明:DD104基因在仿刺参管足中的表达水平最高,在体腔液、触手、呼吸树中的表达水平次之,在体壁、肌肉和肠中的表达水平较低;仿刺参在受到低盐胁迫后,体内DD104 mRNA的表达随盐度胁迫时间的增加呈现波动性增减,胁迫72 h时DD104基因的表达最强,在肌肉和管足中的表达量达到最大;胁迫48 h时肠组织中的表达量最大;胁迫24 h时体腔液中的表达量最大.研究表明,低盐胁迫后DD104基因在仿刺参不同组织中的表达发生变化的时间点不同,低盐胁迫下DD104基因表达量的变化规律说明该基因的表达可能与渗透胁迫密切相关.     

刺参不同组织中MnSOD基因在脂多糖刺激下的定量表达分析

刺参由于其重要的经济价值和药用价值,已经成为我国海水养殖的重要种类。MnSOD对于增强吞噬细胞防御能力和整个机体的免疫功能具有重要作用,与生物体抵御病毒细菌等能力密切相关。通过研究在脂多糖刺激下MnSOD基因的定量表达情况,分析MnSOD在刺参免疫系统中的作用。结果显示：MnSOD基因的表达量由肠、肌肉到管足逐渐降低,体壁的表达量与体腔液基本一致。当刺参暴露于脂多糖中时,除肠以外其他的四种组织中MnSOD基因均出现过表达。其中,体腔液和体壁组织中MnSOD基因的表达量于12 h达到峰值;肌肉和管足中MnSOD基因的表达量于48 h达到峰值;体腔液中MnSOD基因的表达量于12 h达到对照组的4 115倍,而肠组织中MnSOD基因的表达量在48 h的实验过程中呈波动性降低。总体上来说,在脂多糖刺激下刺参各组织中MnSOD基因的表达量呈规律性波动。实验结果表明：在脂多糖刺激下刺参个体会产生强烈的抗氧化反应以保护刺参免受病原微生物的感染。     

仿刺参补体类似物活性的测定

用3种方法对仿刺参Apostichopus japonicus体腔液、体腔液上清液及体腔细胞中的总补体溶血活性和补体类似物AjC3、AjC4活性进行测定.结果表明:在仿刺参体腔液、体腔液上清液和体腔细胞中能够检测到总补体溶血活性和补体类似物AjC3、AjC4,表明仿刺参体内存在有脊椎动物的补体类似物,且活性与正常人补体活性相似.仿刺参体内总补体溶血活性和补体类似物AjC3、AjC4的活性依次顺序均为体腔液＞体腔细胞＞体腔液上清液.     

海参的免疫机制研究

海参是棘皮动物门、海参纲动物的统称,作为海洋底栖生物能在高浓度病原体微生物环境中生存有其特有的免疫机制。海参的免疫应答是由参与免疫反应的效应细胞-体腔细胞和多种体液免疫因子共同介导的。体腔细胞通过吞噬、包囊、降解等方式抵抗病原入侵,同时体腔细胞还会释放免疫因子到体液中对外来物质进行识别和攻击。对目前海参免疫机制的研究进行了综述。     

冬季大叶藻与幼参混养效果的模拟研究

在实验室条件下对冬季大叶藻Zosteramarina与刺参却ostichopttsjaponicas当年生幼苗的生态混养效果进行了研究,分析了大叶藻对养殖水体中氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐的控制作用以及大叶藻对幼参生长的集聚效果。试验设置大叶藻与幼参混养组、幼参单养组和大叶藻单养空白组,每组设5个重复。试验幼参为2010年培育的秋苗（体长2．90cm±0．04cm,体质量0．69g±0．02g）,试验总水体75L,幼参放养密度为1个／L,水温为（15±1）℃,盐度为31～32,光照强度为（271±14）lx,试验共进行30d。结果表明：大叶藻单养组氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐含量最高;幼参摄食大叶藻碎屑,对水体营养盐起到一定的控制作用,混养组各种营养盐含量居中;幼参单养组各种营养盐含量最低。试验期间,底质情况良好,水质对幼参的生长无影响;大叶藻可为幼参提供附着基,对幼参的集聚效果良好,超过80％的幼参栖息在大叶藻叶片上。     

不同规格刺参的非特异性免疫活性研究

同一养殖池塘不同规格刺参的非特异性免疫活性为：小规格刺参的体腔细胞数和体腔液的溶细胞活性显著大于大规格刺参（P〈0．05）;随着刺参的生长,小规格刺参的溶菌酶活性逐渐增加,但与中、大规格的刺参没有显著性差异;其他免疫指标包括吞噬杀伤、COP、ACP及NOS活性等都与体重呈正相关,但差异不显著．结果表明,不同规格刺参的非特异性免疫活性虽有差别,但并不影响其生长．     

益生菌对生物絮团养殖系统中刺参幼参生长、消化酶和免疫反应的影响

为了解益生菌对生物絮团养殖系统中刺参Apostichopus japonicus幼参生长、消化酶和免疫反应的影响,选择体质量为(10.77±0.07)g的健康幼参,随机分配到6个盛有20 L沙滤海水的聚乙烯养殖箱中,每箱放30头幼参,试验设对照组和益生菌组(枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis+硝化菌),每组设3个平行,对照组每天投喂1次基础饵料(约为幼参体质量的4%)并添加蔗糖(基础饵料的70%),益生菌组在对照组基础上,每3 d向水体中添加枯草芽孢杆菌和硝化菌制剂各1.8 g,养殖试验共进行60 d。结果表明:与对照组相比,养殖30、60 d时,益生菌组幼参的特定生长率均显著提高(P0.05);益生菌组幼参肠道淀粉酶和脂肪酶活力均显著增强(P0.05),但胰蛋白酶活力与对照组无显著性差异(P0.05);益生菌组幼参的体腔细胞吞噬活力、体腔液和体腔细胞裂解液溶菌酶活力均显著增强(P0.05)。研究表明,生物絮团养殖系统中添加益生菌可促进幼参生长,提高消化酶活力和增强免疫反应。     

仿刺参体腔细胞原代培养方法初探

以仿刺参Apostichopus japonicus体腔细胞为材料,分别用体腔液和MEM、L-15两种培养基进行原代培养,初步探讨了仿刺参体腔细胞培养的基本条件。结果表明：在18℃下封闭培养,体腔细胞在体腔液中直接培养能够贴壁、伸展,细胞呈球形和上皮样,但凝集现象严重;在合成培养基（MEM、L-15）中,体腔细胞凝集明显减少;与MEM培养基相比,体腔细胞在L-15培养基中贴壁时间长,伸展状态好,上皮样细胞较多,可培养至72h;培养基中血清的添加量与细胞的培养状态和可培养时间关系不明显。     

仿刺参不同组织液的抗菌活性

采用平板菌落计数法测定仿刺参Apostichopus japonicus体腔液、体腔液上清液、体腔细胞悬液和体壁内皮组织匀浆液对哈氏弧菌Vibrio harveyi的抑制作用,并对健康仿刺参与感染后仿刺参的体壁内皮组织匀浆液的抑菌作用进行了比较;采用乙醇沉淀、离心等方法从仿刺参体壁内皮组织中粗提得到一种水溶性成分,测定了该成分对哈氏弧菌、白色葡萄球菌Staphylococcus albus和迟钝爱德华氏菌Edwardsiella tarda的抑菌活性,并初步研究了该成分的基本性质。结果表明：仿刺参体壁内皮组织匀浆液对哈氏弧菌的抑制效果显著,体腔液、体腔液上清液、体腔细胞悬液对哈氏弧菌的抑制效果不显著;感染状态下,仿刺参体壁内皮组织匀浆液的抑菌作用与健康状态相比有所降低。提取的水溶性成分对哈氏弧菌、白色葡萄球菌和迟钝爱德华氏菌均有明显的抑制作用;该成分的茚三酮反应呈阳性,其中蛋白质的质量分数为17.48%;该成分经SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳分离得到5个蛋白条带,相对分子质量大约为55 300、46 100、34 700、19 500和14 500,初步认为其含有肽类抗菌活性物质。