半滑舌鳎促滤泡激素基因全长cDNA的克隆与组织表达分析

从半滑舌鳎Cynoglossus semilaevis Günther脑垂体中提取总RNA,利用RT-PCR和RACE技术首次克隆得到半滑舌鳎促滤泡激素（FSH）基因全长cDNA序列。半滑舌鳎FSHcDNA全长为541bp,开放阅读框为393bp,编码130个氨基酸（GenBank序列登录号：JQ277933）。发现一个N-糖基化位点：24～27NTT。与其他脊椎动物的FSH成熟肽氨基酸序列同源性比较表明,半滑舌鳎FSH与鲽形目和鲈形目鱼类FSH同源性为42％～49％,与鲤形目和高等脊椎动物FSH同源性为27％～319/5。用MEGA4．0软件构建了NJ树,获得的进化树表明,半滑舌鳎FSH与其他鱼类FSH聚类,亲缘关系较近。实时荧光定量组织表达分析表明,FSHmRNA除在垂体中大量表达外,其他组织也有表达,尤以脑、性腺表达量较高。半滑舌鳎FSHmRNA在垂体以外组织中的广泛表达,暗示FSH可能具有广泛的生理功能。     

半滑舌鳎IRF-7基因的全长cDNA克隆及表达分析

本研究克隆了半滑舌鳎干扰素调节因子7(CsIRF-7)cDNA的全长序列,并对该基因进行了结构特征分析,同时还完成了该基因在半滑舌鳎各组织中表达水平的定量分析.结果表明,CsIRF-7基因cDNA全长为1 957 bp,其中包含48 bp的5'-UTR、1 302 bp的ORF和607 bp的3'-UTR.CsIRF-7 cDNA编码一个由433个氨基酸残基组成的多肽.氨基酸序列比对结果表明,CsIRF-7多肽与脊椎动物IRF-7相似,存在高度保守的3个结构域:DNA结合域(DNA binding domain,DBD)、干扰素相关区(IRF associated domain,IAD)和丝氨酸富含区(Serine-rich domain,SRD).全长氨基酸序列同源性分析发现,CsIRF-7与硬骨鱼类的IRF-7同源性较高,与4种硬骨鱼类的同一性和相似性分别介于48.5％～73.6％和65.4％～83.8％之间;其中与牙鲆的同一性和相似性最高,分别为73.6％和83.8％;而与哺乳类和鸟类IRF-7的同源性较低,其同一性和相似性分别仅为30.3％～32.2％和46.5％～52.5％.系统进化分析表明,CsIRF-7与硬骨鱼类的IRF-7聚为一类,并与其他脊稚动物的IRF-7和IRF-3共同组成了脊椎动物IRF-3亚家族.实时荧光定量PCR检测结果显示,CsIRF-7基因在半滑舌鳎的肝、肾、脾、血细胞、鳃、肠和心脏等7种检测的组织中均有表达,在肠中表达量最高,而在肝、鳃和血细胞中表达量相对较少.     

半滑舌鳎孕酮受体膜组分1基因的克隆及组织和时空表达规律

运用同源克隆和RACE方法获得了半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)孕酮受体膜组分1(PGRMC1)的c DNA全长序列,生物信息学分析显示,半滑舌鳎PGRMC1 c DNA序列全长1335 bp,开放阅读框长546 bp;其编码的蛋白是单次跨膜蛋白,在N端13~35位氨基酸残基处有一个跨膜区域。半滑舌鳎PGRMC1氨基酸序列与青鳉(Oryzias latipes)相似性最高,达到了82.9%;与青斑河鲀(Tetraodon nigroviridis)相似度为81.2%。系统进化分析表明,半滑舌鳎PGRMC1与鳉形目和鲀形目鱼类PGRMC1聚为一个分支。采用实时荧光定量RT-PCR技术研究发现,性成熟雌性半滑舌鳎PGRMC1 m RNA在各组织广泛表达,其中在卵巢组织中相对表达量最高(P0.05)。在不同卵巢发育时期,半滑舌鳎PGRMC1 m RNA在脑、垂体和卵巢中的周期表达变化特征显示:脑中PGRMC1 m RNA在卵巢Ⅲ期表达量升高明显,Ⅴ期表达水平最高(P0.05);垂体中PGRMC1 m RNA表达量在卵巢发育Ⅴ期达峰值(P0.05);在卵巢中,PGRMC1 m RNA表达水平从卵巢发育Ⅱ到Ⅴ期稳步上升,Ⅴ期时达到最高值(P0.05)。综上,半滑舌鳎PGRMC1基因主要参与卵巢的发育和成熟过程,并在繁殖期介导孕酮调控卵母细胞的最终成熟,研究结果为半滑舌鳎繁殖内分泌调控研究提供了基础资料。     

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Vasa基因cDNA克隆及其在繁殖周期的表达

通过简并引物和RACE技术分离得到了半滑舌鳎Vasa基因的cDNA序列,其全长为2 602 bp,编码包含722个氨基酸残基的蛋白质。半滑舌鳎Vasa在N末端含有5个RGG重复和10个RG重复,具备DEAD-box家族特有的8个保守基序,与东方蓝旗鲔的同源性最高(91%)。利用RT-PCR技术研究了csVasa在性成熟半滑舌鳎中的表达模式。组织分布研究发现,Vasa在半滑舌鳎的卵巢和精巢中表达丰富,心脏中有微量表达;繁殖周期中,卵巢中Vasa的表达量在初级卵黄期和囊泡期要明显高于核周期和退化吸收期;精巢中,Vasa在精子细胞增殖期的表达量要显著高于精子成熟期和精母细胞增殖期。结果表明,Vasa可能在半滑舌鳎的配子发生中起重要作用。     

半滑舌鳎抗缪勒氏管激素(AMH)基因的克隆及组织表达分析

本研究克隆了半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)AMH基因并对其进行表达分析。该基因cDNA序列开放阅读框长为1 563 bp,编码蛋白含520个氨基酸。该蛋白含有TGF-β超家族的特征序列,包含1个AMH-N区域和TGF-β结构域,并在C端生物活性区含有9个保守的半胱氨酸残基。系统进化分析表明,半滑舌鳎AMH和所有鱼类AMH聚为一簇,与鲽形目相似性最高。实时定量结果表明,AMH基因在半滑舌鳎不同组织中有差异表达,在正常雄鱼和伪雄鱼性腺中表达量最高。胚后不同时期性腺的实时定量结果表明,性腺分化之前AMH在精巢中相对表达量较低,70 dph(days post hatching)达到最高峰,而在卵巢中呈现先升高后下降的趋势,预示AMH基因可能在半滑舌鳎性腺发育中起重要作用。较正常雄鱼后代而言,AMH基因在伪雄鱼后代的雄鱼和伪雄鱼性腺中的表达都有升高的趋势,而在雌鱼中无明显差异,也预示其可能参与半滑舌鳎的性反转过程。     

半滑舌鳎胚胎发育及稚鱼变态过程观察

利用显微镜对半滑舌鳎胚胎发育及稚鱼变态过程进行连续观察,对各个时期的发育时间进行了记录,并对不同时期的特征用进行了拍摄。结果表明：半滑舌鳎成熟卵子呈球形,为多油球浮性卵。受精卵培养在水温21．6—22．8℃,pH值7．0～8．2。盐度30的海水中,历时39h仔鱼孵出。与其他硬骨鱼类基本相似,半滑舌鳎胚胎发育属于盘状卵裂,发育过程可分为：受精卵、卵裂期、囊胚期、原肠期、神经胚期、器官分化期、出膜期和初孵仔鱼。仔鱼孵化出膜进入胚后发育阶段,之后进入变态期,向成鱼转化。与牙鲆、大菱鲆等鲆鲽鱼类不同,半滑舌鳎稚鱼变态初期是在头顶两眼前上方形成一个横裂,右眼由此横列穿过,最终到达身体左侧,此后横裂逐渐愈合,变态完成,该过程历时3-4d,其形成机制有待进一步深入研究。     

半滑舌鳎人工育苗技术研究

研究采用人工繁殖苗种,经室内人工养殖促熟培育及繁殖调控,达到自然产卵受精。利用传统对虾育苗池,采用人工控温、生态调控育苗技术,成功培育出健康半滑舌鳎苗种,体色正常,自初孵仔鱼至今育苗成活率37.5%。     

半滑舌鳎人工育苗技术研究

利用传统对虾育苗池,采用人工控温、生态调控育苗技术,成功培育出健康半滑舌鳎苗种,体色正常,育苗成活率37.5%。     

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)雌性特异基因CSW3重组蛋白的表达与应用

CSW3基因序列来源于半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)全基因组测序项目,是经过筛选得到的雌性特异候选基因之一。本研究探索了半滑舌鳎雌性相关基因CSW3的表达与应用,构建了半滑舌鳎雌性特异CSW3基因重组表达载体,通过大肠杆菌进行了体外重组表达,对基因表达产物进行分离纯化,并通过蛋白转染的方法研究了纯化的蛋白对几个性别相关基因的影响。结果显示,雌性特异CSW3重组蛋白注射鱼体后对半滑舌鳎性腺foxl2、sox9a、amh这3种性别相关基因的表达水平具有显著影响,能够引起雌性相关基因foxl2表达上调、雄性相关基因sox9a和amh表达下降。从蛋白水平对雌性相关基因CSW3的基因功能进行初步研究,为半滑舌鳎性别控制及全雌苗育种提供基因资源及技术方法。     

牙鲆和半滑舌鳎5S rDNA基因的染色体定位及鲽形目5种鱼类的分子系统学分析

利用荧光原位杂交(FISH)技术将5S rDNA基因定位在牙鲆和半滑舌鳎染色体上,结果表明,5S rDNA基因在雌、雄性半滑舌鳎的一对同源染色体上分别存在2个杂交信号位点;在二、三倍体牙鲆的同源染色体上分别存在2个和3个杂交信号位点,杂交信号明显且特异。本研究首次将5S rDNA基因定位在半滑舌鳎和三倍体牙鲆的染色体上,为牙鲆及半滑舌鳎倍性鉴定、染色体鉴别提供了有效方法。此外,根据牙鲆5S rDNA基因编码区序列设计引物,扩增出大菱鲆和半滑舌鳎5S rDNA基因编码区序列,与鲽、塞内加尔鳎、大口黑鲈、七鳃鳗的5SrDNA基因序列进行同源性比较后发现,5种鲽形目鱼类5S rDNA基因序列同源性高达98.3%,系统发生分析结果显示5种鲽形目鱼类聚为一支;各序列中GC含量均显著高于AT含量。     

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。     

半滑舌鳎食欲素B的体外重组制备与生物活性分析

为了认识食欲素(orexin)编码的多肽orexin B对半滑舌鳎摄食的调控作用及机制,利用原核表达载体p ET-32a成功构建了重组半滑舌鳎orexin B/pET-32a质粒,转化至大肠杆菌BL21后,经IPTG诱导获得了N端含6个组氨酸分子标签的orexin B重组蛋白。重组蛋白大小为21.14 ku,在温度37°C条件下以1.0 mmol/L的IPTG诱导6 h的orexin B重组蛋白表达量最高,占菌体总蛋白的43.5%,并主要分泌于上清液中。Western blotting免疫印迹表明,获得的orexin B重组蛋白可被6×His抗体特异性识别。Ni~(2+)-NTA亲和层析柱纯化可获得高纯度的半滑舌鳎orexin B重组蛋白。离体孵育实验表明,orexin B重组蛋白能促进下丘脑神经肽Y(NPY肽)的分泌和NPY,orexin mRNA的表达,表明获得的重组蛋白在激素和基因水平上调控下丘脑摄食相关神经肽的表达,具有明显的生物活性。研究结果可为半滑舌鳎orexin B蛋白的批量制备及高效促食生物制剂的研制提供技术支撑。     

半滑舌鳎家系建立及其生长和抗病性能测定

以半滑舌鳎渤海野生群体和人工养殖群体为基础群体,建立了半滑舌鳎家系18个。对不同家系鱼苗进行荧光标记后放在同池进行生长比较,结果表明不同家系鱼苗生长速度差异显著,筛选出生长快速的家系2个(家系15和16号),生长较快的家系4个(家系6号、7号、16号和30号),生长速度一般的家系12个(家系1号、3号、4号、10号、12号、14号、19号、24号、27号、28号、33号和34号)。利用鳗弧菌感染其中12个家系,结果显示,2号家系感染后的成活率为79.25%,被认作抗病力强家系;2个家系(12号和14号)感染后的成活率为50%～60%,被认作抗病力较强家系;6个家系(3号,6号,7号,10号,16号和19号)成活率为35%～50%,被认作抗病力一般的家系;3个家系(15号、27号和30号)的成活率在35%以下,被认作抗病力差的家系。结果表明通过家系选育方法可以筛选出生长速度快、抗病力强的半滑舌鳎优良家系,从而为半滑舌鳎高产、抗病优良品种培育提供新的技术手段。     

半滑舌鳎快速生长及高雌性家系的筛选

为查明半滑舌鳎不同家系雌、雄鱼遗传和生理性别比例及其与生长速率的关系,并试图筛选出生理雌鱼比例高且生长快的家系,实验首先建立了22个半滑舌鳎家系,并进行同池养殖以比较生长性能,再选取5个正常雄鱼家系和5个伪雄鱼家系进行遗传性别和生理性别测定.结果发现,不同家系鱼苗不仅生长速度差异显著,而且雌雄比例差异也很显著.筛选出生长快速的家系2个(家系16号和61号),其相对增重率分别为0.81和0.56 g/d;筛选出生长较快的家系4个(家系21、28、57和63号),其相对增重率为0.48 ～0.53 g/d;筛选出生长速度一般的家系12个,生长慢速家系4个.所检测的5个正常雄鱼(ZZ类型)家系的遗传雌鱼比例平均为51.87％,生理雌鱼比例平均为42.94％,遗传雌鱼转化为生理雄鱼的比例平均为14.08％.相反,检测的5个伪雄鱼(ZW类型)家系的遗传雌鱼比例平均为49.34％,生理雌鱼比例平均为4.45％,遗传雌鱼转化为生理雄鱼的比例平均为91.41％.实验发现半滑舌鳎不同家系在雌、雄生理性别比例上存在明显差异;伪雄鱼后代中的遗传雌鱼更容易转化为伪雄鱼,增加养殖群体中生理雄鱼的数量.研究表明,通过家系选育可以筛选出雌性比例高、生长速度快的半滑舌鳎家系.     

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。