GnIH多肽对半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)下丘脑生殖相关基因表达的影响

本研究首次通过下丘脑离体孵育的方法研究促性腺激素抑制激素(Gonadotropin-inhibitory hormone,GnIH)多肽对半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)下丘脑中生殖相关基因的表达调控.研究结果显示,tsGnIH-1促进了gnrh2和gnih的表达,对gnrh3和kiss2的表达无影响;tsGnIH-2抑制了gnrh3的表达,对gnrh2、kiss2和gnih的表达无影响.GnIH多肽对生殖相关基因的不同调控表明同一前体蛋白编码的不同GnIH多肽在生殖调控中的作用不尽相同.本研究结果增加了对GnIH参与鱼类生殖调控机制的认识,为深入研究奠定了基础.     

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)体表色素细胞观察及POMC表达特性分析

为认识养殖半滑舌鳎无眼侧黑化的细胞学特性,利用显微观察方法研究了其皮肤黑色素细胞、黄色素细胞和虹彩细胞的形态特征,比较了3种色素细胞在有眼侧皮肤、无眼侧正常和黑化皮肤中的数量分布特征。为进一步揭示无眼侧黑化的分子机制,克隆了半滑舌鳎POMC基因的cDNA序列。结果显示,黑色素细胞较大,含黑色和棕色的色素颗粒,有树突状分枝不明显和延伸成放射状两种形态;黄色素细胞较小,含黄色素颗粒;虹彩细胞最小,含鸟粪素颗粒。半滑舌鳎POMC基因的cDNA序列长910 bp,包括一个114 bp的5?非翻译区和一个154 bp的3?非翻译区,开放阅读框长度为642 bp,共编码213个氨基酸,包含ACTH、α-MSH、β-MSH、γ-LPH、β-内啡肽5个多肽序列,但缺失γ-MSH和大部分连接区。半滑舌鳎POMC基因的氨基酸序列与其他鱼类的同源性为30%?64%。定量PCR分析显示,POMC mRNA主要在垂体中表达,其次是脑、性腺和无眼侧黑化皮肤。正常与黑化皮肤中的差异表达结果显示,无眼侧黑化皮肤中POMC mRNA表达量最高,并与有眼侧皮肤和无眼侧正常皮肤中的POMC mRNA表达量差异显著,揭示了POMC的表达与无眼侧黑化性状密切相关。     

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)新型膜孕激素受体基因(mPRL)在卵母细胞成熟过程中的表达特征

为进一步提高半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)人工育苗技术的水平,对半滑舌鳎新型膜孕激素受体(mPR-like,mPRL)基因的表达特征和作用机制进行了研究.应用实时定量PCR方法分析mPRL mRNA在卵子形成过程中的时序表达,发现半滑舌鳎mPRL mRNA相对表达量的最高值出现在性成熟阶段卵巢的Ⅴ时相卵母细胞.原位杂交分析mPRL mRNA在繁殖相关组织的细胞学定位,发现mPRL mRNA分布在半滑舌鳎性成熟阶段卵巢的卵母细胞膜上;在脑的神经元和垂体内分散的细胞中,mPRL mRNA阳性信号较强.制备半滑舌鳎mPRL的多克隆抗体,采用Westem blotting方法检测半滑舌鳎mPRL蛋白在不同组织的表达特征,发现mPRL蛋白的表达量在卵巢、脑、垂体中相对较高,在肝脏、头肾、肾脏中表达量相对较少.免疫组化结果显示,半滑舌鳎mPRL蛋白在卵巢、脑和垂体的细胞学定位与mPRL mRNA定位一致.应用实时定量PCR和Westem blotting方法检测促性腺激素调控下半滑舌鳎不同时相卵母细胞mPRL基因mRNA和蛋白的表达变化,结果显示,促性腺激素对半滑舌鳎卵母细胞中mPRL基因mRNA和蛋白表达都有一定的上调作用,特别是对Ⅴ时相卵母细胞中mPRL mRNA和蛋白的表达量提升明显;发现表达量与促性腺激素调控作用具有剂量依存关系.半滑舌鳎mPRL在繁殖相关组织的表达特征表明其通过脑-垂体-卵巢轴参与繁殖调控,同时也揭示了mPRL介导卵母细胞成熟机制.     

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis) Nramp基因克隆与表达分析及SNP筛选

天然抗性相关巨噬细胞蛋白(Natural resistance-associated macrophage protein, Nramp)属于膜整合转运蛋白,具有抑制胞内寄生菌侵染、调节巨噬细胞的抗菌活性等作用。本研究对半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)Nramp基因进行了克隆和表达分析,并对其与抗鳗弧菌感染相关的单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism, SNP)位点进行了筛选。该基因cDNA序列全长3717 bp,其中开放阅读框(Open reading frame, ORF)1677 bp,所编码蛋白含有558个氨基酸,该蛋白具有Nramp家族的典型特征,包括10个跨膜区(Transmembrane, TM)、1个由20个氨基酸残基组成的胞质内转运蛋白特征结构域(Consensus Transport Motif, CTM)。半滑舌鳎Nramp的ORF末端有1个类似于脊椎动物Nramp2中的铁反应控制蛋白结合位点(Iron-responsive regulatory protein-binding site, IRE)。半滑舌鳎Nramp与其他14个物种的Nramp氨基酸序列同源性在63%?91%之间,系统进化分析表明,半滑舌鳎Nramp和所有鱼类Nramp聚集为一簇,与其他物种Nramp2的亲缘关系较近。实时荧光定量PCR分析显示,Nramp基因在半滑舌鳎脾脏和肾脏中的表达量最高,而在肌肉和性腺中的表达量最低;在哈维氏弧菌感染的半滑舌鳎肾脏、脾脏和肝脏中表达量呈升高趋势,而在鳃中则表现为下调趋势。利用直接测序法检测感染鳗弧菌后同一家系的233个个体(抗病个体165个,感病个体68个),共检测到15个SNP位点,对其中3个SNP 位点即 SNP-g.3113(T→C)、SNP-g.3125(A→G)和 SNP-g.3164(A→T)进行测序分型后发现,SNP- g.3125(A→G)的等位基因(G)频率和基因型(GG)频率与半滑舌鳎抗鳗弧菌疾病呈极显著相关(P<0.01)。研究结果表明,Nramp 基因不同基因型对半滑舌鳎的抗病能力有着极其重要的影响,SNP-g.3125(A→G)可作为潜在的抗性遗传标记位点。本研究将为半滑舌鳎抗性品系培育提供技术支持。     

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)黑色素富集激素基因的克隆和表达

为研究黑色素富集激素基因(MCH)表达调控与半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)无眼侧黑化性状的关系,通过分子克隆获得了半滑舌鳎pMCH2,通过NCBI获得了pMCH1 cDNA序列,分析了pMCH mRNA的组织表达特性,探索了脑垂体和皮肤中的pMCH mRNA表达与无眼侧黑化程度的关系.结果显示,pMCHl cDNA序列长476 bp,编码134个氨基酸,与鲽形目、鲤形目和鲈形目鱼类的pMCH1氨基酸聚为1个进化分支.pMCH2 cDNA序列全长为626 bp,编码147个氨基酸,与鲽形目和鲍形目鱼类的pMCH2氨基酸聚为1个进化分支.2种MCH mRNA在垂体中表达量最高,同时,MCH1 mRNA在除肌肉外的其他组织中均可检测到表达;MCH2 mRNA在脑、有眼侧皮肤、无眼侧正常皮肤、性腺和鳃组织中也可检测到较高表达.MCH mRNA表达与无眼侧黑化程度的关系分析显示,脑垂体和皮肤中MCH1 mRNA表现出相似的表达变化趋势,都是10％黑化组的表达量最高,而后随黑化程度加大显著降低.对于MCH2而言,无眼侧正常鱼和无眼侧50％黑化鱼的脑垂体中都具有较高的MCH2 mRNA表达水平,但在无眼侧10％黑化组和无眼侧80％黑化组,其表达水平显著降低.皮肤中MCH2表现出随黑化程度加大而显著升高的趋势.本研究结果可为认识MCH基因与半滑舌鳎无眼侧黑化性状的表达调控关系提供基础资料.     

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis) 2种视黄酸受体RARα和RARγ克隆及组织表达特性

利用RT-PCR和RACE方法获得了半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis) 2种视黄酸受体RARα和RARγ的cDNA全长序列,并采用定量PCR技术分析了其组织表达特性。半滑舌鳎RARα cDNA序列全长为1823 bp,编码443个氨基酸;RARγ cDNA序列全长为1959 bp,编码489个氨基酸。同源性分析显示,半滑舌鳎RARα和RARγ同源性高达60.8%,与牙鲆(Paralichthys olivaceus)同源性高达97.0%,具有较强的进化保守性。系统进化分析显示,半滑舌鳎RARα和RARγ分别归属于单独的分支,且与其他鱼类聚合成簇。组织表达分析显示,RARα mRNA在肾中表达量最高,而RARγ mRNA在脾中表达量最高,RARα和RARγ mRNA在其他组织中均有表达,表明半滑舌鳎2种RAR都可能参与多种生理过程调控。半滑舌鳎2种RAR mRNA在有眼侧皮肤、无眼侧黑化皮肤和无眼侧正常皮肤中的表达量依次升高,且发现RARα在正常有眼侧皮肤的表达高于RARγ,而RARγ在无眼侧正常皮肤中的表达显著高于RARα,无眼侧黑化皮肤中RARα表达高于RARγ。RAR基因在有眼侧和无眼侧皮肤组织中的差异表达可能和RA/RAR系统调节体色有关。     

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis) c-Jun基因的克隆及免疫应答分析

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)AP-1家族转录因子c-Jun基因(Jun proto-oncogene)及其在免疫应答中的作用尚无报道.本研究根据半滑舌鳎转录组数据库中预测的c-Jun序列,通过RACE技术和PCR扩增方法获得了半滑舌鳎c-Jun基因cDNA全长2093 bp,CDS区域共981 bp,编码326个氨基酸,5'UTR区域377 bp,3'UTR区域735 bp.SMART分析显示,C-JUN蛋白具有2个结构域:AP-1家族典型结构域Jun,以及高度保守的亮氨酸拉链结构域(BRLZ).经蛋白多序列同源比对、系统进化树分析,发现半滑舌鳎c-Jun与虹鳟(Oncorhynchus mykiss)c-Jun亲缘关系最近.实时荧光定量PCR分析显示,c-Jun基因在半滑舌鳎不同组织中普遍表达,在卵巢中表达量最高.鳗弧菌(Vibrio anguillarum)人工感染半滑舌鳎后,c-Jun基因在肝脏、脾脏、头肾、小肠、鳃、血液中表达量都出现不同程度上调,其中,鳃中变化最明显:感染12h后表达量达到0h时的13.20倍.使用LPS、PGN、PolyI:C和WGP病原模拟物刺激半滑舌鳎外周血淋巴细胞,结果显示,WGP诱导c-Jun基因上调表达,而LPS与PolyI:C均下调基因表达.以上实验结果表明,c-Jun基因在半滑舌鳎的免疫防御中发挥重要作用.     

半滑舌鳎生物钟相关基因克隆及在卵巢发育成熟过程中表达特征分析

为阐明生物钟相关基因在半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)卵巢成熟过程中的作用及机制,采集性成熟半滑舌鳎不同发育期的卵巢组织提取总RNA,通过反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)技术对5个核心生物钟基因Clock1a、Bmal1a、Cry1a、Cry2和Per2的编码区(CDS)序列进行克隆和序列分析。结果显示,Clock1a的CDS序列编码712个氨基酸,序列中有功能性结构域PASD1和PAS11。Bmal1a的CDS序列编码626个氨基酸,序列中有功能性结构域PASD3和PAS11。Cry1a和Cry2的CDS序列分别编码631个、669个氨基酸,序列中均有功能性结构域FAD7。Per2的CDS序列编码1 415个氨基酸,序列中有功能性结构域PeriodC和PAS11。通过实时荧光定量PCR (qRT-PCR)分析5个生物钟基因mRNA在性成熟半滑舌鳎卵巢不同发育期的表达特性,发现5个生物钟基因存在性腺发育周年表达规律,且在卵巢Ⅱ期和Ⅲ期相对高表达(P<0.05),在卵巢Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ期相对低表达,这说明生物钟基因对半滑舌鳎的卵巢发育成熟起到重要的调节作用。研究结果为进一步探究生物钟基因调控半滑舌鳎卵巢发育成熟的机制提供了重要参考,为提高半滑舌鳎的繁育效率提供了理论基础。     

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)Sox基因家族生物信息学分析

Sox(SRY-related HMG-box)基因家族是在动物体内发现的一类编码转录因子的基因家族,广泛参与了动物生长发育、理化反应,特别是性别决定和分化等过程.本研究采用生物信息学方法,利用Sox基因高度保守的HMG-box区序列作为种子序列,检索半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)基因组注释的蛋白数据库,共鉴定分离出23个Sox基因.并在全基因组水平对半滑舌鳎Sox基因家族进行了保守结构域序列、进化、基因结构、染色体定位及基因表达模式的系统分析.结果显示,通过保守结构域分析发现了半滑舌鳎Sox基因家族除CseSox32外,皆存在一段9个氨基酸残基(RPMNAFMVW)的高度保守基序;结合保守结构域及进化分析,所有半滑舌鳎Sox基因被分为B1、B2、C、D、E、F和K共7个亚族,且不同的亚族在进化上存在种间趋同性和种内特异性;基因结构分析将半滑舌鳎Sox基因分为两大类,即单外显子类和多外显子类;而染色体定位分析则显示,Sox基因在染色体上散乱分布,不存在集簇现象;不同类型性腺及幼鱼变态前后的Sox基因家族表达谱显示,半滑舌鳎Sox基因具有不同的组织表达模式,表明其在性别分化、性腺发育及早期幼鱼发育过程中可能发挥了重要作用.本研究对于今后半滑舌鳎Sox基因家族深入的功能验证及分子作用机制研究具有重要的意义,也为日益丰富的水产基因组资源的挖掘利用提供了参考.     

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。     

半滑舌鳎甘露糖结合凝集素相关丝氨酸蛋白酶1基因的克隆及表达分析

甘露糖结合凝集素相关丝氨酸蛋白酶1(Mannan-binding lectin associated serine protease 1,MASP1)是补体凝集素途径中起重要作用的激活蛋白。本研究以半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)为研究对象,应用RACE技术和实时荧光定量qRT-PCR技术对半滑舌鳎MASP1基因(Cynoglossus semilaevis MASP1,CsMASP1)进行了克隆和表达模式分析。结果显示,CsMASP1基因c DNA序列全长为2507 bp,5′非编码区长82 bp,3′非编码区长142 bp,开放阅读框长2283 bp,共编码760个氨基酸;CsMASP1基因包含13个外显子和12个内含子,与多数已知鱼类的MASP1基因结构一致;SMART分析显示,CsMASP1包含6个结构域,与哺乳动物、鸟类、其他鱼类的结构域一致;同源比对发现,CsMASP1和鱼类的相似度较高,与金目鲈(Latescalcarifer)的相似性最高,为76%。CsMASP1基因在11种健康组织(血液、脑、鳃、性腺、心脏、头肾、肠、肝、皮肤、脾和后肾)中均有表达,其中,在肝、脾和头肾中表达量较高;鳗弧菌(Vibro anguillarum)感染后,CsMASP1基因在6种免疫组织(血液、鳃、头肾、肠、肝和脾)中呈现不同的表达模式,在6种免疫组织中呈现明显的上调表达,肝的表达峰值出现在感染后24 h;脾和鳃的表达峰值出现在感染后6 h;肠、头肾和血液的表达峰值均出现在感染后12h;随着病原菌感染时间增加,基因表达量逐渐降低并恢复至正常水平。研究表明,CsMASP1基因参与了半滑舌鳎的免疫应答过程,本结果为半滑舌鳎的免疫机理研究奠定了基础。     

孕酮受体膜组分1基因在性成熟雌性半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)的组织学定位定量分析

运用Western blotting、免疫组化和原位杂交方法检测性成熟半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)孕酮受体膜组分1(Progesterone receptor membrane component 1,PGRMC1)蛋白和mRNA在不同组织的分布和表达特征.原位杂交结果发现,PGRMC1 mRNA主要分布在成熟的卵母细胞膜上,在脑组织神经元和分散的垂体细胞中也有表达.利用制备的半滑舌鳎PGRMC1多克隆抗体,对不同组织中的PGRMC1蛋白表达量进行Western blotting检测,发现在半滑舌鳎卵巢、脑、肝脏中PGRMC1蛋白表达量相对较高,在垂体、头肾、肾也有表达,但表达量相对较少.免疫组化结果表明,半滑舌鳎PGRMC1蛋白在成熟的卵母细胞膜上显著表达,进一步证明PGRMC1为卵膜上的受体基因,推测其主要在卵膜上行使相关的生理功能.研究结果为探究PGRMC1在半滑舌鳎卵母细胞成熟过程中的生理功能提供了重要参考.     

促性腺激素调控半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)卵母细胞孕酮受体膜组分1的表达特征

采用qRT-PCR方法分析性成熟半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)不同发育时期卵巢卵母细胞的孕酮受体膜组分1 (PGRMC1)mRNA的表达,研究发现,在发育Ⅳ期的卵巢,处于第Ⅳ时相的卵母细胞PGRMC1 mRNA表达量最高(P＜0.05);在发育Ⅴ期的卵巢,成熟期卵母细胞的PGRMC1mRNA表达量最高(P＜0.05).采用不同浓度促性腺激素(HCG)处理卵巢发育Ⅴ期半滑舌鳎不同时相的卵母细胞,并通过qRT-PCR和Western blotting技术对其表达量变化进行检测.结果显示,20IU/mlHCG对PGRMC1 mRNA和蛋白表达的调控作用比10 IU/ml HCG作用更明显,表明PGRMC1 mRNA和蛋白表达对HCG调控作用存在剂量依存关系.HCG对半滑舌鳎不同时相的卵母细胞的调控作用效果不同,对第Ⅴ时相卵母细胞作用最明显(P＜0.05),表明PGRMC1主要在卵母细胞成熟阶段发挥作用.PGRMC1对HCG调控作用的正向应答效应预示其参与了卵母细胞成熟调控,为进一步探讨PGRMC1在半滑舌鳎繁殖过程的功能提供重要基础资料.     

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis) CSFR2基因的重组表达及其蛋白纯化与功能分析

通过对半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)进行全基因组及转录组测序,预测了一个半滑舌鳎性别相关基因CSFR2,目前已对该基因进行了克隆和表达分析。为进一步研究CSFR2基因的功能,本研究从蛋白层面入手,构建了原核表达载体p ET-32a-CSFR2,转化到大肠杆菌E.coli进行诱导表达,用His Trap进行蛋白纯化,SDS-PAGE电泳检测诱导及纯化产物,并将表达纯化的CSFR2蛋白注射1龄半滑舌鳎精巢。由于CSFR2是一个性别相关基因,因此无法通过免疫反应来直接检测其蛋白活性,本研究通过不同时间点取样检测半滑舌鳎其他性别相关基因Cyp19a和Foxl2的表达量变化,来间接反应CSFR2蛋白的活性及功能。实验结果显示,重组蛋白能够进入到活体细胞内并发挥一定作用,在6–72 h内对性别相关基因Cyp19a和Foxl2的表达有上调作用,说明CSFR2蛋白具有生物活性,并能调节其他性别相关基因的表达量,间接促进雄激素转化为雌激素。本研究进一步了解CSFR2基因在半滑舌鳎性别决定与分化中的作用,可为半滑舌鳎性别控制提供理论依据,在人工诱导鱼类性逆转方面有重要应用价值。此外,本研究为蛋白活性验证提供了一种新方法。