脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)α2-巨球蛋白cDNA全长的克隆和表达分析

根据本实验室前期获得的脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)α2-巨球蛋白基因EST序列,采用cDNA末端快速扩增(Rapid amplification of cDNA end, RACE)技术克隆获得脊尾白虾α2-巨球蛋白基因cDNA全长,命名为Ecα2M基因.该基因全长4823 bp,由4413 bp的开放阅读框、64 bp的5'端非编码区以及346 bp的3'端非编码区组成.开放阅读框编码1470个氨基酸,分子量为163.0 kDa,理论等电点为5.03.序列分析显示,Ecα2M序列N端含有23个氨基酸组成的信号肽.同源性分析显示,脊尾白虾Ecα2M氨基酸序列与罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)α2M的同源性最高,达到80%.荧光定量PCR分析结果显示,Ecα2M基因在血细胞、肝胰腺、肌肉、鳃、卵巢、眼柄、胃及肠中均有表达,其中在血细胞中的相对表达量最高.感染鳗弧菌和WSSV后,脊尾白虾血细胞中Ecα2M的相对表达量于6 h达到最大值且显著高于对照组(P＜0.05),肝胰腺中Ecα2M的相对表达量于3 h达到最大值且显著高于对照组(P＜0.05),相对表达量变化具有明显的时间差异性.     

脊尾白虾14-3-3 基因cDNA 全长的克隆和表达分析

利用本实验室构建的脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)血细胞cDNA文库中脊尾白虾14-3-3巨球蛋白基因EST序列,采用cDNA末端快速扩增(RACE)技术,克隆获得脊尾白虾14-3-3基因c DNA全长,命名为Ec14-3-3。该基因全长2905 bp,包含744 bp的开放阅读框,编码247个氨基酸组成的蛋白质,分子量为27.95 kD,理论等电点为4.65。同源性分析表明,脊尾白虾Ec14-3-3氨基酸序列与斑节对虾(Penaeus monodon)14-3-3的同源性最高,达到98%。荧光定量PCR分析结果表明,Ec14-3-3基因在血细胞、卵巢、肝胰腺等组织中均有表达,其中血细胞中Ec14-3-3相对表达量最高。感染鳗弧菌和WSSV后6 h,脊尾白虾血细胞和肝胰腺中Ec14-3-3基因的表达量较对照组均显著增加(P0.05),且具有明显的时间差异性。本研究结果表明,Ec14-3-3基因在脊尾白虾免疫反应中发挥重要作用。     

脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)FAMeT基因在卵巢发育周期中的表达分析

为了研究法尼酸甲基转移酶(Farnesoic acid O-methyltransferase,FAMeT)在脊尾白虾卵巢发育中的作用,采用实时荧光定量PCR方法分析连续3次繁殖过程中卵巢不同发育时期(Ⅰ-Ⅴ期)大颚器、卵巢和肝胰腺中FAMeT基因的表达规律.结果显示,FAMeT基因在鳃、心脏、肌肉、肝胰腺、卵巢、大颚器等组织中均有稳定的表达,其中,在鳃和大颚器的表达量显著高于其他组织;在卵巢发育周期内,FAMeT基因在大颚器、卵巢、肝胰腺中的表达量变化趋势基本一致,从Ⅰ-Ⅳ期逐渐下降,到Ⅴ期时表达量上调;在每个卵巢发育时期,FAMeT基因在大颚器中表达量最高,约为卵巢中表达量的20-30倍.研究结果表明,大颚器是合成FAMeT的主要组织,脊尾白虾繁殖过程中FAMeT基因主要在卵巢发育前期表达,可以合成大量甲基法尼酯(Methylfarnesoate,MF),促进卵巢发育.     

脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)回交家系遗传变异的微卫星分析

为解析脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)回交家系的遗传变异规律,本研究利用自行开发的25个微卫星标记对本实验室构建的A、B、C3个回交家系的遗传结构特征进行了分析.结果显示,回交家系A、B、C的平均等位基因数(Na)分别为2.21、2.18、2.09,观测杂合度(Ho)分别为0.3805、0.3703、0.2489,期望杂合度(He)分别为0.3629、0.3998、0.2503,多态信息含量(PIC)分别为0.3257、0.3391、0.2585,相较于野生群体与杂交家系已有了大幅度的降低,属中度或低度多态.回交家系A、B、C在25个位点共得到62个等位基因,其中,A家系56个,B家系54个,C家系51个,3个回交家系共同存在的等位基因为39个,6个位点在回交家系中已经纯合(其中,ECL10在A、B、C中都已纯合),计算得出3个回交家系的纯合率分别达到了53.86％、56.53％、63.33％.由此可见,回交家系的基因纯化速率较快,适用于脊尾白虾重要经济性状的遗传解析和优良种质的选育.     

氟苯尼考对脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)免疫和抗氧化功能的影响

为研究氟苯尼考对脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)免疫和抗氧化功能的影响,以低、中、高(10、20和40 mg/kg·BW)3种剂量氟苯尼考药饵连续投喂脊尾白虾5d,对照组投喂基础饲料.于停止投喂药饵后的第3、6、12、24、48、96、168和240 h取血淋巴,测定血蓝蛋白(HEM)含量、酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(AKP)、超氧化物歧化酶(T-SOD)、过氧化氢酶(CAT)和总抗氧化能力(T-AOC)等指标的变化情况.结果显示,低、中剂量组HEM含量均在3h时间点显著高于对照组(P＜0.05),高剂量组在3-48 h显著高于对照组(P＜0.05);低、中剂量组ACP活性在3h和6h显著高于对照组(P＜0.05),高剂量组在3-168 h显著低于其他3组(P＜0.05);低、中剂量组AKP活性在3h均显著高于对照组(P＜0.05),6-48 h显著低于对照组(P＜0.05),高剂量组在3-48 h显著低于对照组(P＜0.05);低、中剂量组T-SOD活性整体高于对照组,分别在6h和24 h达到最高值(P＜0.05),高剂量组在24 h和48 h显著低于对照组(P＜0.05);低、中、高剂量组CAT活性均在3h和6h显著高于对照组(P＜0.05),之后在12-96 h显著低于对照组(P＜0.05),于24 h达到最低值(P＜0.05);低、中、高剂量组T-AOC活性均在3-96 h显著低于对照组(P＜0.05),于48 h达到最低值(P＜0.05),且出现剂量效应.本研究结果为氟苯尼考在海水养殖生产中使用的安全评估提供了数据支持.     

脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)近交系3个家系33个微卫星座位的遗传分析

本研究以人工控制条件下采用兄妹交配方式建立的脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)近交系为实验材料,利用33个微卫星座位对近交系3个家系进行了遗传检测.统计各家系的等位基因组成,计算等位基因数(N)、杂合度(H)、多态信息含量(PIC)、平均基因纯合率等遗传参数,利用基因频率计算家系间的遗传距离,并进行聚类分析.结果显示,33个微卫星基因座上共检测到72个等位基因,总群体平均N、H、PIC分别为2.758、0.294、0.272;3个家系的平均N、H、PIC分别为2.258、0.226、0.214;2.469、0.283、0.300;2.219、0.268、0.207;可作为3个家系特异标志位点的基因座分别有2个、4个和1个.聚类分析表明,A系和B系先聚为一支,然后与H系聚在一起.研究结果揭示了脊尾白虾3个近交系在33个微卫星基因座上的遗传变异规律,表明近交家系已达到一定的近交程度;发现各家系潜在的标志基因座,各家系均已构成独立遗传群体.     

脊尾白虾血蓝蛋白基因cDNA的克隆与表达分析

应用RACE技术克隆了脊尾白虾血蓝蛋白基因全长cDNA序列,并对该序列进行了分析.结果显示,该基因全长2 158 bp,开放式阅读框长1 992 bp,5’非编码区长26 bp,3’非编码区长140 bp,将该基因命名为EcHc.EcHc编码663个氨基酸,前15个氨基酸组成信号肽,推测成熟肽的分子量为75.05kDa.Blast比对结果显示,由脊尾白虾血蓝蛋白cDNA序列推导的氨基酸序列与日本沼虾、信号小龙虾血蓝蛋白氨基酸序列的同源性分别为86％、68％,由此推断该cDNA序列可能属于血蓝蛋白家族.利用Real-time PCR方法,分别研究了鳗孤菌和白斑综合征病毒(WSSV)感染脊尾白虾后,肝胰腺组织中EcHc基因在不同时间点的表达变化.实验结果表明,细菌或病毒感染后,EcHc基因在肝胰腺组织中的表达量显著增加,且均在感染后6h达到最高值,揭示脊尾白虾血蓝蛋白基因EcHc在脊尾白虾的免疫防御中具有重要作用.     

干露胁迫对脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)呼吸代谢相关酶的影响

为了研究离水干露对脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)呼吸代谢能力的影响,以常温干露(22-24℃)、低温干露(4℃)2个实验组和1个对照组进行脊尾白虾干露胁迫实验,于胁迫后60、90、120、180 min取组织,测定琥珀酸脱氢酶(SDH)、细胞色素氧化酶(CCO)、延胡索酸还原酶(FRD)、乳酸脱氢酶(LDH)4种呼吸代谢酶活力和乳酸含量.结果显示,常温干露组肝胰腺、鳃、肌肉SDH和CCO活力随干露时间的延长而降低,且显著低于对照组(P＜0.05);FRD、LDH活力和肌肉乳酸含量随胁迫时间的延长呈先升高后降低趋势,且显著高于对照组(P＜0.05).低温干露组在胁迫60 min时,各组织呼吸代谢酶活力和肌肉乳酸含量与对照组无显著差异(P＞0.05),之后的变化趋势和常温干露组相同.常温干露组和低温干露组中肝胰腺和鳃SDH/FRD比值的变化幅度大于肌肉.研究表明,脊尾白虾通过提高无氧代谢来应对干露胁迫;低温干露下的脊尾白虾在胁迫早期可以维持有氧呼吸,肝胰腺和鳃比肌肉对干露胁迫更加敏感.     

致病性粪肠球菌对脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)免疫相关基因表达的影响

为了研究致病性粪肠球菌(Enterococcus faecalis)对脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)免疫相关基因表达的影响,分别对健康脊尾白虾注射生理盐水和粪肠球菌,测定了不同时间点血细胞和肝胰腺中酚氧化酶原(proPO)、C型凝集素(CTL)、超氧化物歧化酶(SOD)、组织蛋白酶D(Cat D)和组织蛋白酶L (Cat L)基因的相对表达量变化.结果显示,与对照组相比,感染粪肠球菌后,血细胞和肝胰腺中proPO基因表达量均于6h达到最大值(P＜0.05),随后逐渐降低至对照组水平;血细胞和肝胰腺中CTL基因表达量分别于12h和6h上升至最大值,随后逐渐降低;血细胞中CTL基因表达量于72 h虽有降低,但仍显著高于对照组(P＜0.05);血细胞和肝胰腺中SOD基因表达量分别于6h和3h达到最大值,随后逐渐降低,并于72 h达到正常水平;血细胞和肝胰腺中Cat D基因表达量变化趋势基本一致,呈现先降低后升高、然后显著降低再升高的趋势;血细胞和肝胰腺中Cat L基因表达量分别于6h和3h显著降低,随后逐渐升高至最大值,并于72 h达到对照组水平.研究表明,长时间的粪肠球菌感染对脊尾白虾免疫相关基因表达影响显著,本研究所用免疫相关基因均可作为粪肠球菌感染疾病的监测指标.     

脊尾白虾EcERR基因的克隆与表达分析

雌激素相关受体(estrogen-relatedreceptor,ERR)是一种真核转录因子,与雌激素的效应有密切关系,参与生物体的能量代谢、细胞增殖分化和性腺发育等生理过程.为了解ERR基因在脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)卵巢发育中的作用,采用cDNA末端快速扩增技术(RACE)克隆获得脊...     

脊尾白虾丝氨酸羟甲基转移酶基因的克隆及其表达特征分析

本研究根据脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)转录组序列,采用cDNA末端快速扩增技术克隆获得了脊尾白虾丝氨酸羟甲基转移酶基因(SHMT)。该基因cDNA全长为1855 bp,其中,开放阅读框为1407 bp,5?端非编码区为39 bp,3?端非编码区为409 bp,共编码468个氨基酸,预测蛋白质的分子质量为152.55 kDa,理论等电点为4.90。同源性分析显示,脊尾白虾SHMT基因与甲壳类动物真宽水蚤(Eurytemora affinis)同源性最高,为96%。荧光定量分析结果显示,SHMT基因在脊尾白虾眼柄、胃、肝胰腺、心脏、鳃、肠、肌肉、腹索神经、皮下脂肪以及卵巢中均有表达,其中,卵巢表达量最高,心脏次之。不同浓度Cd2+胁迫结果显示,其在低浓度(0.0100、0.0175和0.021 mmol/L) Cd2+胁迫中的表达模式基本一致,呈先升高后下降再升高再下降的趋势;而在高浓度(0.0278 mmol/L) Cd2+胁迫中,该基因表达量很低,甚至不表达,说明高浓度Cd2+胁迫可以抑制该基因的表达,具体机制有待进一步研究。     

脊尾白虾丝氨酸蛋白酶抑制剂基因克隆及表达分析

采用RACE方法获得了脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)丝氨酸蛋白酶抑制剂serpin基因的cDNA序列。该基因全长1 516 bp, 开放阅读框1 245 bp, 编码414个氨基酸, 其预测分子量为45.06 kD, 理论等电点为5.694, 并含有两个糖基结合位点。同源性分析发现其与斑节对虾(Penaeus monodon)同源性最高, 达到49%。组织表达分析表明, serpin基因在脊尾白虾血细胞中表达量最高, 其次是肝胰腺和鳃组织, 在肌肉中表达量最低。不同盐度胁迫后脊尾白虾的血细胞serpin基因表达量在盐度胁迫8 h时显著高于对照组(P<0.05), 肝胰腺组织中serpin基因表达量在盐度胁迫后2 h和24 h出现明显峰值, 且显著高于对照组(P<0.05)。上述结果表明, 脊尾白虾serpin基因参与了急性盐度胁迫下机体的应激反应。本研究通过克隆脊尾白虾酚氧化酶原激活系统中的丝氨酸蛋白酶抑制剂基因cDNA全长, 分析盐度胁迫后其在血细胞和肝胰腺组织中的表达变化规律, 以期为脊尾白虾的健康养殖提供理论基础和参考依据。

     

脊尾白虾水通道蛋白基因4和11在碱度胁迫过程中的作用

水通道蛋白(aquaporin)是一种细胞膜上特异性转运水分子及其他中性代谢分子的膜蛋白家族,对生物的细胞内外渗透压稳定具有重要的调节作用。为了了解水通道蛋白在脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)应对碱度胁迫中的作用,本研究利用RACE技术成功克隆了脊尾白虾水通道蛋白4 (aquaporin 4, EcAQP4)与水通道蛋白11 (aquaporin 11, EcAQP11)基因cDNA全长,EcAQP4基因的开放阅读框为621 bp,编码206个氨基酸,预测分子量为21.673 kDa,理论等电点为8.30,为疏水性蛋白,具有5个跨膜结构域;EcAQP11基因的开放阅读框长度为783 bp,编码260个氨基酸,预测蛋白分子量为28.490 kDa,理论等电点为5.40,为疏水性蛋白,具有4个跨膜结构域。序列比对结果显示,EcAQP4基因与罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)同源性最高,为94.63%;EcAQP11与斑节对虾(Penaeus monodon)同源性最高,为81.47%。为验证水通道蛋白的功能,利用RNA干扰技术特异性沉默EcAQP4和EcAQP11基因,结果显示,碳酸盐碱度胁迫后,注射干扰后的脊尾白虾死亡率显著升高,EcAQP4干扰组72 h死亡率达到45%,EcAQP11干扰组72 h死亡率达到55%,与对照组差异显著(P<0.05)。同时发现,EcAQP4干扰组在碳酸盐碱度胁迫24、48与72 h时的血液渗透压变化幅度显著高于对照组(P<0.05),72 h时渗透压显著升高(P<0.05);EcAQP11干扰组血液渗透压在3个时间点均显著升高(P<0.05)。以上结果表明,水通道蛋白在脊尾白虾应对碱度胁迫过程中起到了调节渗透压、维持体内外离子平衡的作用。     

脊尾白虾生物学及养殖生态学研究进展

对国内脊尾白虾生物学及养殖生态学的研究进行了总结，提出了脊尾白虾养殖生态学今后研究的方向。     

脊尾白虾杆状病毒病研究

脊尾白虾是一种野生的经济虾类，广温，广盐，杂食性，分布面极广，繁殖季节长。我们已在其病虾的肌肉，中肠等组织中发现Ｃ亚群杆状病毒，其形态结构及宿主的细胞病理学特征均与引起中国对虾，长毛对虾，日本对虾等养殖对虾病毒性流行病的Ｃ亚群杆状病毒类同。由此认为，脊尾白虾是我国养殖对虾病毒性流行病病原的常年媒介体。     

脊尾白虾全人工繁育技术初步研究

脊尾白虾是我国沿海地区池塘养殖重要品种,但目前尚未实现全人工繁育,严重制约了产业进一步发展。选取野生脊尾白虾作为亲虾,经过越冬培育、促熟交尾、幼体孵化培育、仔虾选育等手段,进行了脊尾白虾全人工繁育技术研究。试验结果显示,在盐度31.3、水温18.1~26.2℃、pH 8.1条件下,室内越冬脊尾白虾亲虾可成功培养至性腺成熟,并交尾抱卵,平均抱卵率达70%,平均孵化率为61.02%。幼体最佳培育密度20尾/L,仔虾适宜养殖密度0.13~0.53尾/L,培育至2cm时存活率可达80%,继续培育3个月后发育至性成熟。一年可繁殖2~3代。在此基础上建立了脊尾白虾近交家系,现已培育至第6代,各家系繁殖力、生长速度和存活率均未出现近交衰退现象。本研究初步解决了脊尾白虾室内全人工繁育技术,并为试验动物培育奠定了良好的技术基础。     

脊尾白虾UCHL5的基因克隆及其在卵巢发育中的功能研究

为了解泛素羧基端水解酶5基因(ubiquitin carboxyl-terminal hydrolase isozyme L5, UCHL5)在脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)卵巢发育中的作用,本研究采用RACE技术克隆了脊尾白虾UCHL5全长cDNA,并对其在脊尾白虾不同组织和不同卵巢发育时期的表达情况进行分析,在此基础上构建了pET32a-UCHL5原核表达载体,进行诱导表达研究。结果显示,UCHL5 cDNA全长为1440 bp,共编码329个氨基酸,预测其相对分子量为37.57 kDa,理论等电点为5.51。系统进化分析表明,脊尾白虾UCHL5氨基酸序列与凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)同源性最高(83%),与同为甲壳纲的凡纳滨对虾、拟穴青蟹(Scylla paramamosain)和三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)聚为一支。荧光定量PCR分析结果显示,UCHL5在鳃中的表达量最高,其次是卵巢,且在以上 2种组织中的表达量均显著高于其他组织;在卵巢不同发育时期,UCHL5的表达呈先上升后下降的趋势,在产后恢复期(Ⅴ期)急剧下降至最低水平。构建的UCHL5原核表达载体在大肠杆菌(Escherichia coli)中成功表达UCHL5融合蛋白。本研究结果表明,UCHL5可能与脊尾白虾卵巢发育有密切关系,为研究甲壳动物卵巢发育的分子调控机制提供了理论基础。