中国明对虾calcineurin B基因的克隆及其在竞争行为中作用的初探

中国明对虾在养殖中表现出较强的竞争行为,对其生长性能产生了较大的影响,然而,到目前为止其发生的分子机制尚不清楚。钙调神经磷酸酶(calcineurin,CN)是高度保守的Ca²⁺/钙调蛋白(calmodulin, CaM)依赖性丝氨酸/苏氨酸磷酸酶,由催化亚基(CNA)和调节亚基(CN-B)组成,是参与许多重要生理过程的多功能蛋白质。CNB在Ca²⁺/CaM的介导下主要在动物的中枢神经系统发挥重要作用。另外,前期通过比较转录组分析筛选出的与中国明对虾竞争行为相关的候选基因中包括CNB基因。为了进一步明确CNB在中国明对虾竞争过程中的作用,实验通过RACE技术克隆了中国明对虾CNB基因(FcCN-B)的全长cDNA序列,并利用Real-time PCR技术分析了其在高竞争能力组(HCG)和低竞争能力组(LCG)组间不同组织(神经节、心脏、胃、肝胰腺和肠)中的表达情况。结果显示,FcCN-B的cDNA全长序列为2 867 bp,包括95 bp的5′非编码区(UTR),540 bp的开放阅读框(ORF),和2 232 bp的3′UTR,其中ORF中...     

中国明对虾BMP-7基因的克隆及表达模式分析

为探明转化生长因子-β (TGF-β)超蛋白家族的成员之一骨形态发生蛋白7 (BMP-7)基因在中国明对虾肌肉发生和生长过程中的表达模式,通过cDNA末端快速扩增技术得到了中国明对虾BMP-7基因(FcBMP-7基因)2003 bp的全长cDNA,包含466 bp的5′非翻译区和295 bp的3′非翻译区,1242 bp的开放阅读框共编码413个氨基酸。利用实时荧光定量PCR技术分析FcBMP-7基因在中国明对虾幼体原肠期、无节幼体期、溞状幼体期、糠虾幼体期、仔虾期5个不同发育时期肌肉组织中的表达规律,结果显示,该基因在幼体发育的各时期均有表达,原肠期表达量最低,从无节幼体期开始表达量显著增加(P<0.05),糠虾期表达水平最高,表明FcBMP-7基因参与了幼体肌肉的发生过程。此外,进一步分析FcBMP-7基因在中国明对虾2种规格幼虾[(3.95±0.08) g和(1.55±0.12) g]的8种组织中的表达模式,结果显示,FcBMP-7基因具有组织表达广泛性,且两组间的大部分组织的表达量均存在显著差异(P<0.05)。试验结果表明,FcBMP-7基因可能作为调节因子参与了...     

黑鲷钙调磷酸酶B同源蛋白2(CHP2)基因克隆及表达差异

钙调磷酸酶B同源蛋白2(CHP2)为参与细胞内pH及细胞增殖调控的关键因子.用RACE末端PCR方法得到黑鲷CHP2(AsCHP2)基因全长cDNA,并利用生物信息学方法分析该基因的序列特征与同源性;同时利用实时荧光定量PCR方法检测AsCHP2的mRNA在黑鲷整体仔鱼,90 d、180 d黑鲷,杂交F2(真鲷♂×黑鲷...     

中国明对虾抗菌肽基因应答WSSV侵染的表达及其SNP分析

通过白斑综合征病毒(WSSV)感染实验,利用实时定量PCR技术研究了中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)应答病毒侵染后,已知的3种抗菌肽(对虾肽)在肝胰腺、肌肉、肠和鳃4种组织中的差异表达情况.结果显示,虽然3种抗菌肽表现出明显的组织表达特异性,即在不同组织中的表达趋势和表达丰富度存在明显的差异,但是就同一个组织而言,3种抗菌肽在1～120 h WSSV侵染区间内的表达趋势基本一致,在0 h(未侵染病毒)时,3种抗菌肽的表达量极低(为0);在6～24 h期间,检测到明显的表达量;48～120 h期间,3种抗菌肽的表达量总体呈现下降的趋势.这暗示3种抗菌肽在对虾机体内可能具有相似的生物学功能.在此基础上,本研究对各类型中国明对虾抗菌肽的SNP位点进行了筛选,进一步对不同SNP类型与抗WSSV或易感WSSV的关联程度进行了分析,结果显示3种抗菌肽基因的SNP位点很少,且在抗性和易感对虾群体内不存在明显的偏向分布.     

氨氮胁迫下中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)谷氨酸脱氢酶基因的表达分析

采用 RACE 技术克隆获得中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)谷氨酸脱氢酶 GDH 基因(FcGDH)。FcGDH 基因全长1779 bp,包括1个1659 bp 的开放阅读框(ORF),编码552个氨基酸,预测分子量大小为61.3 kDa,理论等电点为6.54。同源性分析显示,FcGDH 氨基酸序列与其他动物高度保守,其中,与凡纳滨对虾最为相似,高达98%,其次为中华绒螯蟹,为89%。系统进化树分析显示,FcGDH 氨基酸序列与凡纳滨对虾 GDH 聚为一支,之后依次为：中华绒螯蟹、黑腹果蝇、埃及按蚊。组织表达分析发现,FcGDH 基因在肌肉、鳃、肝胰腺、胃、肠、淋巴和血淋巴中均有表达,其中,肌肉中表达量最高。氨氮胁迫后,FcGDH 基因在肌肉和肝胰腺组织中变化显著,在胁迫后期,FcGDH 基因表达量均上调,且与对照组相比差异显著(P<0.05),说明 FcGDH 基因在氨氮解毒代谢过程中发挥了重要作用。     

中国明对虾全同胞家系的生长比较和遗传力估计

在常规室内养殖条件下,用2002年选育的2个中国明对虾全同胞家系HS01-1和HS02-2,分成4、5组放养在室内水泥池中进行了为期83天的生长比较试验,初步研究了试验池之间自然形成的环境差异对中国明对虾生长的影响;应用组内相关系数法估计了体长和体重的遗传力.试验数据采用SPSS和Excel软件辅助处理.结果表明:HS01-1的体长增长比HS02-2高出10.08%(♂)和11.01%(♀),而体重增长差别小甚至反向,分别为-1.14%(♂)和2.73%(♀);HS02-2的体长和体重组内差异达到极显著水平(p〈0.01),HS01-1不显著;中国明对虾体长和体重的遗传力范围为6.6-59.4%和8.2-56.0%,平均为18.27%和19.07%.总体上环境对中国明对虾生长速度的影响较大,但对不同的家系影响表现程度有差异.     

中国明对虾MKK3 基因cDNA 克隆及其在氨氮胁迫下的表达

采用RACE技术克隆获得中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)丝裂原活化蛋白激酶激酶3(MKK3)基因全长c DNA序列,并对该序列进行分析。结果表明,该基因全长为1434 bp,开放阅读框长1011 bp,5′非编码区长33 bp,3′非编码区长390 bp,将该基因命名为Fc MKK3。推测该基因编码336个氨基酸,分子量为37.89 k D,理论等电点为6.08。同源性和系统进化分析表明,Fc MKK3基因与丽蝇蛹集金小蜂(Nasonia vitripennis)和地中海实蝇(Ceratitis capitata)的相似性分别为69%和68%,与其他节肢动物MKK3聚为一类。荧光定量RT-PCR结果表明,Fc MKK3基因在肌肉中的相对表达量最高,其次为鳃。氨氮胁迫后该基因在中国明对虾肠、鳃、胃、心脏、肝胰腺、肌肉和血细胞中的表达量均显著增加,并有不同的时空表达趋势,表明Fc MKK3基因可能在中国明对虾应对非生物胁迫反应的过程中起着重要的作用。     

中国明对虾酚氧化酶原基因cDNA的克隆与表达特征

利用3′和5′RACE技术从中国明对虾血细胞中克隆了一个酚氧化酶原基因FCproPO,FCproPO基因cDNA全长为2311bp,其中开放阅读框2061bp,编码687个氨基酸,预测分子量为78.71ku。推测的序列与凡纳滨对虾同源性为84%,与日本囊对虾同源性为71%。RT-PCR实验结果表明,FCproPO在血细胞中的相对表达量最高,在心脏和精巢中几乎不表达。序列分析发现FCproPO含有两个保守的铜离子结合位点;进化分析发现FCproPO与斑节对虾、日本囊对虾、凡纳滨对虾等海水虾的酚氧化酶原亲缘关系最近。该基因在被鳗弧菌和对虾白斑病毒(WSSV)感染后的对虾肝胰腺中的表达量显著增加,并具有不同的时空表达趋势,提示中国明对虾FCproPO基因在免疫反应中具有重要作用。     

南非斑节对虾和中国明对虾肌肉营养成分分析比较

对同池饲养的南非斑节对虾和中国明对虾肌肉的营养成分进行了分析比较,结果显示,南非斑节对虾肌肉中的粗脂肪含量显著低于中国明对虾(P0.05);水分、粗蛋白质、粗灰分、氨基酸含量二者没有显著差异。南非斑节对虾与中国明对虾肌肉的脂肪酸组成有较大差异,南非斑节对虾肌肉中的饱和脂肪酸含量显著低于中国明对虾(P0.05),单不饱和脂肪酸含量显著高于中国明对虾(P0.05),多不饱和脂肪酸含量二者无显著差异。南非斑节对虾的n-3族多不饱和脂肪酸含量显著高于中国明对虾的(P0.05),而n-6族多不饱和脂肪酸含量显著低于中国明对虾(P0.01),表明南非斑节对虾合成n-6多不饱和脂肪酸的能力较差。     

中国明对虾主要过敏原基因分子克隆与序列分析

就中国明对虾主要过敏原原肌球蛋白基因进行了分子克隆与序列分析.从中国明对虾肌肉中提取总RNA,反转录合成第一链cDNA;根据原肌球蛋白cDNA的保守序列设计引物并进行PCR扩增,最后测序获得了中国明对虾原肌球蛋白的cDNA序列(GenBank accession:GU233303).该cDNA 序列含有长855nt的完...     

中国对虾家系水平遗传多样性的AFLP分析

采用扩增片段长度多态性分子标记技术对中国对虾的40个家系共200个样品进行了家系水平的遗传多样性分析。利用10对引物共产生307个表达清晰可用于分析的标记,其中189个标记表现为多态性,占总标记数的61.56%;中国对虾各个家系多态位点百分率在12.7%～34.2%之间;各个家系基因多样性指数在0.0494～0.122之间,Shannon指数的范围在0.0725～0.182之间(家系水平为0.1975)。对40个家系的AMOVA分析结果显示,家系间的基因分化系数Gst=0.4713,即总的遗传变异中有47.13%的变异存在于家系间,家系内的遗传变异占总遗传变异的52.87%。采用UPGMA法对中国对虾的40个家系进行了聚类分析,确定了各个家系之间的遗传亲缘关系;并且对200个个体进行了聚类分析。结果表明,90%同一家系的子代个体能完全聚类在一起。通过家系间的遗传分化系数Gst对中国对虾的40个家系间的基因流进行了估测,结果显示,Nm=0.5609,表明基因流处于较低水平。     

中国明对虾快速生长选育群体的RAPD分析

运用RAPD技术分析了中国明对虾第3代、第4代和第5代人工选育群体各20个个体的遗传多样性。筛选的20个10bp的随机引物中,16个引物产生了稳定性好和可重复性强的谱带。共检测到103个位点,其片段长度在250～2000bp之间。3个群体的多态位点比例分别是37．86％、36．89％和33．01％,平均遗传多态度分别为0．189、0．208和0．163。群体间的遗传变异（Hsp Hpop／Hsp）平均为0．294。由此可见,70．6％的遗传变异来自于群体内,而29．4％的变异则是来自于群体间。     

中国对虾线粒体16S rRNA基因序列分析

中国对虾(Fenneropenaeus chinensis)是我国海洋渔业重要的经济虾种之一。本研究以相应引物对野生群体和人工培育第1代、第4代、第5代、第6代群体(CP1、CP4、CP5、CP6)的各2个个体的线粒体16SrRNA基因片段进行了PCR扩增和序列测定分析。分析结果表明，测得的16SrRNA基因片段长为520bp，10个中国对虾个体间无碱基差异，其A、T、G、C含量分别为171bp(32．88％)、176bp(33．85％)、104bp(20．00％)、69bp(13．27％)，AT含量明显高于GC含量。利用其中长度为413bp的同源序列，以环斑鼓虾(Alpheus armillatus)为外群探讨了对虾科(Penaeidae)中的对虾属、美对虾属、明对虾属、囊对虾属和滨对虾属5个属(Penaeus，Farfantepenaeus,Fenneropenaeus,Marsupenaeus,Litopenaeus)12种对虾间的系统关系。以NJ法构建的分子系统树显示可将以上12种虾类分为两个大群：中国对虾和斑节对虾先聚到一起后与日本对虾聚成一大群；美对虾属、滨对虾属个体各聚成1支后聚成一大群，最后与中国对虾等聚到一起。同时可见，小褐美对虾(F．subtilis)与保罗美对虾(F.paulensis)、南方滨对虾(L.schmitti)与白滨对虾(L.setiferus)种间的亲缘关系较近。     

中国明对虾caspase2基因克隆及其在抗白斑综合征病毒中的表达分析

采用RACE技术克隆获得中国明对虾caspase2基因cDNA序列全长,并对该序列进行分析。结果显示,中国明对虾caspase2基因全长为1517 bp,开放阅读框长924 bp,5'非编码区长78 bp,3'非编码区长515 bp,命名为FcCasp2。推测该基因编码307个氨基酸,预测分子量为34.21 ku,理论等电点为7.62。同源性和系统进化分析发现,FcCasp2基因与凡纳滨对虾caspase2和斑节对虾caspase的相似性分别为88%和80%,与其他节肢动物caspase家族基因聚为一类。荧光定量RT-PCR结果显示,FcCasp2基因在肝胰腺中的相对表达量最高,在肌肉中表达量最低。WSSV感染后该基因在中国明对虾肌肉、肝胰腺和鳃丝中的表达量有不同的时空表达趋势,表明FcCasp2基因可能参与中国明对虾生物胁迫的应答反应。     

中国对虾人工选育群体的同工酶分析

采用水平淀粉凝胶电泳技术对中国对虾人工选育子一代、子四代、子五代群体和黄、渤海野生群体遗传变异进行了同工酶比较分析。结果表明，在检测的4个群体肌肉组织的13个基因位点中，MDH-2^*、GPI^*、MPI^*、PGM-2^*和PGM-3^*5个位点呈多态。PGM-3^*位点上的变异程度最高，其等位基因频率呈递减趋势；人工选育群体在MPI^*位点上出现^*c基因，其等位基因频率呈递增趋势。中国对虾野生群体同人工选育群体的多态位点比例相同，为38．46％；其平均观察杂合度分别为0．0577、0．0377、0．0263、0．0231，呈依次递减趋势。中国对虾野生群体和人工选育群体之间的遗传距离平均值为0．0062，远大于子四代和子五代间的遗传距离。人工选育中国对虾群体的遗传多样性已有所降低，但在某些基因座位上出现了特异基因，这是否可作为具有良好生长特性和抗逆能力的人工定向选育群体的基因标记尚有待进一步研究。     

限制投喂环境下中国对虾体重的间接遗传效应分析

为研究竞争性环境下中国对虾(Fenneropenaeus chinensis)体重性状的间接遗传效应,设计多家系多分组方案,对来源于中国对虾G11代育种群体的103个测试家系限制配合饲料投喂量(正常投喂量50%),利用经典动物模型和包含间接遗传效应的扩展动物模型估算收获体重的遗传参数。基于2种模型估计出的经典遗传力分别为0.581±0.071和0.616±0.074。似然比率检验表明,体重的间接遗传效应显著,对总遗传方差的贡献度高达75.03%。由于存在一个较大的负直接遗传效应与间接遗传效应协方差(-2.1982),导致总遗传方差与表型方差的比值仅为0.524±0.212,小于经典的遗传力估计值。基于协方差获得的直接遗传效应与间接遗传效应的遗传相关系数为-0.495±0.184,暗示测试个体间存在较强的竞争交互。本研究表明,在饲料投喂量受限制的竞争性环境下,对虾个体间较强的竞争交互行为,对中国对虾收获体重间接产生了可遗传的效应,减少了可利用的总遗传变异。今后在设计中国对虾育种方案时,应避免在资源受限的强竞争环境下开展性状测试和遗传评估。     

中国明对虾种质资源研究现状与保护策略

中国明对虾主要分布在黄、渤海水域,是我国重要的渔业资源之一。由于忽视对中国明对虾种群自然状态下遗传多样性的监测,缺乏对种质资源进行长期的、有效的管理,造成黄、渤海野生群体的遗传多样性下降。目前,随着对种质资源的研究越来越受到人们的关注,中国明对虾种质资源以及种群遗传学已成为研究热点,种群保护也已提到议事日程。这些研究工作的开展将为中国明对虾良种选育提供理论依据,相信随着研究工作的继续深入,人们会更好、更有效地利用对虾资源。     

The responsive expression of a caspase gene in Chinese shrimp Fenneropenaeus chinensis against pH stress

Caspases are a family of proteases, which play an important role in apoptosis. To evaluate the relationship between apoptosis and pH stress in crustaceans, a caspase gene (FcCasp) was cloned from the Chinese shrimp Fenneropenaeus chinensis. The full length of FcCasp was 1329 bp with a 972 bp ORF, encoding a polypeptide of 323 amino acids with a calculated molecular weight and pI of 36.0 kDa and 6.27 respectively. The deduced amino acid sequence of FcCasp contained a potential active site (QACRG pentapeptide) conserved in most caspases and two profile hits (p20 and p10 domain profile). Comparison of amino acid sequences revealed that FcCasp had an overall similarity of 76–83% with other penaeid shrimp caspases. The amino acid sequence of recombinant FcCasp protein expressed in Escherichia coli was identified by matrix‐assisted laser desorption/ionization‐time of flight‐mass spectrometer analysis. High‐level expression of FcCasp in six different tissues was detected by real‐time polymerase chain reaction after exposure to pH stress for 96 and 148 h. TUNEL analysis indicated that apoptosis began to appear in F. chinensis hepatopancreas exposed to extreme pH for 12 h. The amount of apoptosis seems positively correlated with the length of exposure to the pH stressor. The results suggested that FcCasp was involved in the response to environmental pH stress.     

中国对虾3种育种模式的BLUP遗传评定分析

设计了3种育种模式,精细育种模式(A)、全同胞育种模式(B)和群组育种模式(C),分别利用不同的系谱信息(所有系谱、全同胞、群组),考虑不同的遗传力水平,在家系和个体水平上进行选择效果的对比分析。采用单性状动物模型,考虑各家系标记时的平均体重为协变量,通过BLUP法估计个体体重育种值。家系选择水平上的结果表明,利用全同胞育种模式选取的家系(50%的淘汰率)与精细育种模式相比,一致率在90%以上,估计的家系育种值与精细育种模式间的相关系数在0.9以上,相关程度高。在个体选择水平上,全同胞育种模式与精细育种模式间存在着较大差距。以10%的留种率为标准,前者留取的个体与后者的一致率在68.61%～83.21%。全同胞育种模式估计的个体育种值与精细育种模式间的相关系数在0.770～0.935之间,低于家系选择水平的相关程度。群组水平上的比较分析表明,利用群组育种模式选取的群组(50%的淘汰率)与精细育种模式相比,除C5为90.91%外,其余模式一致率均为100%。群组育种模式估计的育种值与精细育种模式间的相关系数在0.98以上,相关程度高。这说明通过群组育种模式选取的群组,准确可信度高。与精细育种模式相比较,在个体水平上群组育种模式估计的个体育种值和其排队顺序是存在较大差别的。以10%的留种率为标准,群组育种模式与精细育种模式相同留种个体的百分比在57.66%～85.40%。群组育种模式估计的个体育种值与精细育种模式间的相关系数在0.772～0.941之间。相对于精细育种模式,采用群组育种模式进行个体选择的可信度要低一些。