斑节对虾细胞周期蛋白E基因的克隆与表达分析

为了解细胞周期蛋白E(cyclin E)基因在斑节对虾(Penaeus monodon)发育过程中的作用, 构建和测序了斑节对虾全组织cDNA文库, 获得了斑节对虾细胞周期蛋白(Pmcyclin) E的部分表达序列。通过RACE技术克隆得到1条全长1 706 bp的cDNA序列。Pmcyclin E开放阅读框(ORF)为1 263 bp, 编码420个氨基酸。生物信息学分析表明, 该氨基酸序列含有周期蛋白家族特有的CYCLIN保守区并含有N-糖基化位点及磷酸化位点。经BLAST同源性分析表明, 该基因编码蛋白与红火蚁(Solenopsis invicta)、切叶蜂(Megachile rotundata)等多种节肢动物细胞周期蛋白E有很高的同源性。组织分布分析表明, 该基因在斑节对虾精巢、卵巢、肠、脑、肝胰腺、胃和心脏组织中均有表达, 其中卵巢中表达量较高, 而心脏、胃及肝胰腺中表达量相对较低。分别对蜕皮抑制激素(MIH)注射和眼柄切除的对虾进行表达分析, 发现眼柄切除后, Pmcyclin E大量表达, 而注射MIH后细胞Pmcyclin E的表达量相对降低。结果表明, 细胞cyclin E基因在斑节对虾卵巢发育过程中起重要作用, 且眼柄切除对细胞cyclin E的表达具有影响, 该结果为进一步探究斑节对虾卵巢的发育机理提供了理论依据。

     

斑节对虾细胞周期蛋白T基因的克隆和表达分析

真核生物的转录调控多发生在转录的延伸阶段,细胞周期蛋白T（cyclin T）是细胞转录的重要调控因子。文章利用RACE技术获得斑节对虾（Penaeus monodon）Cyclin T (Pmcyclin T) cDNA全长,其全长为3 421 bp,其中开放阅读框 （ORF）3 135 bp,编码1 044个氨基酸;生物信息学分析显示,该氨基酸序列含有一个周期蛋白家族特有的CYCLIN保守区,并含有N-糖基化位点和磷酸化位点;经BLAST同源性分析显示,细胞周期蛋白T编码的蛋白与柑橘木虱（Diaphorina citri）、切叶蚁（Acromyrmex echinatior）等多种节肢动物有很高的同源性;利用qRT-PCR技术对细胞周期蛋白 T在不同组织及卵巢发育各时期的mRNA水平的表达谱进行了研究。结果表明,细胞周期蛋白 T在斑节对虾的心、卵巢等7个组织中均有表达,其中卵巢中表达量显著高于其他组织（P0.05）;在卵巢发育各时期中,细胞周期蛋白T在Ⅲ期表达量最高。     

斑节对虾GLUT1基因cDNA的克隆与表达分析

该研究利用RACE技术克隆获得了斑节对虾(Penaeus monodon) GLUT1 (glucose transporter type 1)的cDNA全长序列;采用实时荧光定量的方法研究了PmGLUT1在斑节对虾幼体发育过程中、各个组织中及低盐胁迫下的差异表达情况。该基因cDNA开放阅读框(ORF)全长1 476 bp,可编码491个氨基酸。检测PmGLUT1基因从受精卵至仔虾期发育过程的表达情况,结果显示,PmGLUT1在幼体发育各期的表达量有所波动,但总体呈现上升趋势。组织表达分析发现,PmGLUT1在鳃组织中的表达量最高,肝胰腺次之,在卵巢中的表达量最低。急性低盐胁迫后,PmGLUT1在肝胰腺中的表达水平显著高于对照组(P<0.05),但在鳃中的表达水平显著低于对照组(P<0.05)。研究结果表明,Pm GLUT1可能在斑节对虾幼体发育及机体应对低盐胁迫过程中具有重要作用,这为进一步研究葡萄糖转运蛋白基因在斑节对虾幼体发育调控和耐低盐胁迫应答中的分子机制提供了理论依据。     

斑节对虾CFSH基因的克隆及其多功能性探究

该研究通过RACE (Rapid-amplification of cDNA ends)法克隆并获得斑节对虾(Penaeus monodon)甲壳动物雌性激素(Crustacean female sex hormone, CFSH)基因PmCFSH的开放阅读框(ORF)及3'非编码区(UTR),预测编码214氨基酸(aa)的蛋白,其含有信号肽和1个与免疫应答相关的白介素17E (IL-17E)结构域。qRT-PCR结果显示,PmCFSH基因在各个组织中均有表达,其中在腹神经组织中的表达量最高;从受精卵时期到仔虾期的表达量呈逐渐上升趋势,其中在仔虾期表达量最高;在卵巢发育Ⅱ—Ⅳ期,随卵巢发育成熟表达量逐渐升高;革兰氏阴性菌和阳性菌均能上调PmCFSH基因的表达量,其中鳃组织PmCFSH在哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)感染后第3小时和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)刺激后第12小时达到表达高峰;而肝胰腺PmCFSH在哈维氏弧菌感染后第3小时和金黄色葡萄球菌刺激后第48小时达到表达高峰。研究表明,PmCFSH基因不仅参与幼体发育以及性腺成熟的调控,对细菌的应激也具有免疫应答响应,体现了激素的"多功能性"现象。     

斑节对虾GRP94基因的克隆及其在不同应激条件下的表达与分析

以斑节对虾(Penaeus monodon)为研究对象, 利用RACE 技术克隆得到了斑节对虾PmGRP94基因cDNA全长, 并对其结构进行生物信息学分析。PmGRP94全长2 990 bp, 包括75 bp的5UTR、527 bp的3UTR和2 388 bp的ORF。利用实时定量PCR技术, 对PmGRP94组织特异性及其在不同pH、盐度和3种重金属应激下转录水平变化情况及特点进行了研究。结果显示, PmGRP94基因存在组织特异性, 并在肝胰腺中的表达量最高; 不同的应激条件下其表达具有明显差异, 其中在pH、铜(Cu)和锌(Zn)的应激下PmGRP94的表达显著升高。因此预测该基因可以作为斑节对虾受pH、Cu和Zn胁迫的指示基因。     

中国明对虾组织蛋白酶L 的原核重组表达及其组织分布

组织蛋白酶L属于半胱氨酸蛋白酶中的木瓜蛋白酶超家族,在哺乳动物中它与抗原提呈、肿瘤入侵和转移、骨质吸收、细胞凋亡等许多生命活动有关。但对其在无脊椎动物中的功能了解的不多。从中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)中克隆得到了组织蛋白酶L基因,为了进一步研究组织蛋白酶L的组织分布及其功能,对该基因进行了重组表达。将中国明对虾组织蛋白酶L基因的酶原片段亚克隆进原核表达载体pET30a中,转化大肠杆菌BL21(DE3),再进行诱导表达,表达产物经SDS-PAGE电泳检测,其分子量在40kD左右,与期望的中国明对虾组织蛋白酶L的分子量一致。表达产物形成包涵体,经过对包涵体变性和复性,并进行His-tag柱亲和纯化,得到了纯化的蛋白。利用重组蛋白制备了的兔抗血清。Western实验表明,组织蛋白酶L在中国明对虾的肝、胃、肠中有表达,而在卵巢中没有表达。     

斑节对虾Chitinase-2基因的克隆及其在蜕皮和幼体发育过程中的表达分析

研究以斑节对虾(Penaeus monodon)转录组获得的几丁质酶基因(Pm Chi)片段,运用RACE技术克隆了PmChi基因c DNA全长,命名为PmChi-2。PmChi-2基因c DNA全长2 050 bp,其中5'-非编码区(5'-UTR)144 bp、3'-UTR 319 bp和开放阅读框(ORF)1 587 bp,编码528个氨基酸。生物信息学分析显示,PmChi-2与其他甲壳动物Chi-2的相似性为78%~97%。实时荧光定量PCR结果显示,PmChi-2在蜕皮前期(D期)表皮中表达水平最高,在胃、鳃、腹神经节和眼柄中表达水平依次降低,在其他组织(肝胰腺、肠、肌肉、心脏)中几乎不表达。不同蜕皮阶段,PmChi-2在鳃、胃和表皮3种组织中的表达变化模式基本一致,均在蜕皮期(E期)表达量最低,而最高表达量在鳃中出现在蜕皮后期(A期),在胃和表皮中为D期。幼体不同发育阶段分析揭示PmChi-2 mRNA在幼体发育阶段的无节幼体到糠虾幼体第二期表达量维持在一个低水平,在糠虾幼体第三期PmChi-2 mRNA表达水平显著升高,在仔虾期又显著下降,推测PmChi-2 mRNA可能与斑节对虾幼体发育密切相关。研究结果表明PmChi-2基因可能在斑节对虾蜕皮以及幼体的变态发育中发挥重要作用,为深入研究斑节对虾几丁质酶发育调控提供了重要信息。     

斑节对虾天门冬氨酸转氨酶基因的克隆及氨氮胁迫条件下的表达分析

为了探索天门冬氨酸转氨酶(AST)在斑节对虾(Penaeus monodon)氨氮(NH3-N)解毒代谢中的作用,该研究利用RACE技术获得了斑节对虾AST基因(PmAST)的cDNA全长序列,进行了相关生物信息学分析,在此基础上采用荧光定量与氨氮胁迫实验的方法研究了PmAST基因在斑节对虾的不同组织以及不同浓度氨氮胁迫过程中差异表达情况。该序列全长1 957 bp,开放阅读框(ORF)为1 242 bp,3'非编码区(UTR)为584 bp,包括含有30个碱基的poly(A)尾,5'非编码区(UTR)为131 bp。ORF可编码413个氨基酸,预测分子量为45.852 kD,理论等电点为8.85。序列含有1个AAT-like超家族结构域、15个磷酸化位点和2个糖基化位点。PmAST的mRNA在斑节对虾各组织中都有表达,在肝胰腺中表达量最高,其次为鳃组织,在胃和脑组织中的表达量最低。96 h氨氮胁迫后荧光定量PCR分析结果表明,PmAST在肝胰腺和鳃组织中都具有不同程度的表达上调,显著高于对照组(P0.05)。研究结果表明斑节对虾的PmAST基因在氨氮胁迫条件下会出现表达上调,并且氨氮浓度越高其上调幅度也越大,所以PmAST参与了斑节对虾的急性氨氮胁迫应答。     

斑节对虾含硒谷胱甘肽过氧化物酶基因全长克隆及表达分析

为了研究含硒谷胱甘肽过氧化物酶(selenium-dependent glutathione peroxidase,SeGPx)在斑节对虾应激反应和卵巢发育中的作用,实验以斑节对虾肝胰腺转录组数据中筛选获得的Se-GPx基因(Pm Se-GPx)片段为基础,利用RACE技术获得Pm Se-GPx基因的c DNA全长,并对其进行了生物信息学分析;利用荧光定量PCR技术研究了Pm Se-GPx在斑节对虾不同组织、卵巢发育各期、肝胰腺组织在pH9、硫酸铜(Cu~(2+))应激下的相对表达量和变化趋势。结果显示,Pm Se-GPx基因c DNA全长为959 bp,5'非编码区(UTR)长10bp,开放阅读框(ORF)长639 bp,编码212个氨基酸,310 bp的3'UTR包含一个硒代半胱氨酸插入序列(SECIS),ORF中的密码子209TGA211编码硒代半胱氨酸(selenocysteine,U67)。实时定量PCR实验结果表明,Pm Se-GPx在斑节对虾的肝胰腺、卵巢、精巢、心脏等组织中均有表达,其中肝胰腺中表达量显著高于其他组织,卵巢次之;卵巢发育阶段表达结果则显示Pm Se-GPx在卵巢发育各期均有表达,在卵巢Ⅲ期表达量最高,其次是V期;在Cu~(2+)胁迫下,其表达量总体呈现先下降后上升然后又下降的趋势;在环境pH为9胁迫下,表达趋势呈现先下降,后回升,然后又下降,再大幅上升的趋势。研究表明,SeGPx在斑节对虾卵巢发育过程中具有重要作用,且Se-GPx参与斑节对虾对环境理化因子应激的免疫调控。     

斑节对虾谷氨酸脱氢酶基因的克隆及氨氮胁迫对其时空表达的影响

采用cDNA末端快速扩增技术(rapid amplification of cDNA ends, RACE)获得了斑节对虾(Penaeus monodon)谷氨酸脱氢酶基因(PmGDH)的cDNA序列。该序列全长2386 bp,开放阅读框(ORF)为1677 bp,3?非编码区(UTR)为688 bp,包括含有27个碱基的poly(A)尾,5?非编码区(UTR)为21 bp。ORF可编码558个氨基酸,预测分子量为61.837 kD,理论等电点为6.57。序列含有ELFV dehydrog N与NAD bind 1 Glu DH两个保守结构域,37个磷酸化位点,3个糖基化位点。通过同源性、相似性以及系统进化树分析,斑节对虾的GDH基因与凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)GDH基因的同源性和相似性最高,并与其聚为一支。采用荧光定量的方法研究了PmGDH基因在斑节对虾不同组织、氨氮胁迫过程中差异表达情况。结果表明, PmGDH的mRNA在各组织中都有表达,其中,在肌肉组织中表达量最高,其次为眼柄神经,在血淋巴与肠组织中表达量最低。96 h氨氮胁迫后,荧光定量PCR分析结果表明PmGDH在肝胰腺和鳃组织中的表达与对照组相比都具有显著差异(P<0.05),都具有不同程度的表达上调。表明PmGDH在氨氮代谢方面具有重要的作用,参与了斑节对虾机体的急性氨氮胁迫应答反应。     

斑节对虾增殖细胞核抗原基因克隆及表达分析

为研究增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)在斑节对虾(Penaeus monodon)卵巢发育中的功能,利用RACE技术克隆得到了斑节对虾PCNA基因(PmPCNA)的cDNA全长序列。该序列全长978 bp,包括135 bp的5′非编码区(5′UTR)、60 bp的3′UTR和编码260个氨基酸的783 bp的开放阅读框(ORF)。同源性分析结果表明,PmPCNA与其他物种具有很高的蛋白同源性。组织表达模式分析表明,PmPCNA在所监测的各组织中为组成性表达,其中在卵巢和脑中表达量较高;卵巢发育不同阶段基因的表达分析则表明PmPCNA在Ⅲ期表达量最高,是其他各期表达量的2倍;注射五羟色胺(5-hydroxy tryptamine,5-HT)后,PmPCNA在卵巢中表达量明显上升,其中在48 h表达量升高幅度最大,是对照组的5倍左右。利用原核表达技术获得了PCNA的体外重组蛋白,Western Blot分析证实该重组蛋白为PCNA蛋白。以上研究结果表明,PmPCNA蛋白是斑节对虾卵巢发育过程中的重要调节因子,本研究为进一步认识斑节对虾卵巢发育机制提供了基础资料。     

斑节对虾C1q结合蛋白(PmC1qBP)的克隆及表达特征分析

Clq结合蛋白(ClqBP)是补体系统中的一种重要成分,它能与游离的补体分子Clq的胶原样区相互作用并启动多种细胞反应,包括增强吞噬作用、促进吞噬细胞对微生物的杀伤、诱导趋化作用,从而增强生物体的免疫性.本实验从构建的斑节对虾(Penaeus monodon)卵巢组织cDNA文库中筛选并克隆了PmClqBP基因.为研究PmClqBP在斑节对虾中的生物学功能,采用半定量和荧光定量的方法研究比较了PmClqBP基因在雌雄个体不同组织及卵巢不同发育阶段的差异表达情况.结果表明:雌雄个体的PmClqBP基因在性腺、胃、血细胞、肠中表达量存在极显著差异(P＜0.01).同时,PmClqBP在无节幼体和蚤状幼体时表达量低,从糠虾幼体至卵巢发育成熟过程中表达量有所增加并趋于稳定,揭示PmClqBP斑节对虾卵巢发育过程的重要功能基因.应激实验结果表明,经脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)刺激6h后PmClqBP在肝胰腺中的表达量极显著上调,提示PmClqBP参与了斑节对虾天然免疫应答,暗示其在斑节对虾先天性免疫调控中发挥着重要的作用.     

斑节对虾杆状病毒在感染对虾中肠腺中的分布

利用组织切片法研究了斑节对虾杆状病毒（MBV）在养殖早期班节对虾及养成期斑节对虾中肠腺各部位的分布特点。斑节对虾的中肠腺可分为头部、亚头部、中部、亚尾部和尾部等5个部分，其上皮细胞包括E细胞、F细胞、B细胞和R细胞等4种类型。头部和尾部均以E细胞为主、亚头部、中部和亚尾部均以R细胞为主。在感染度较轻的样本中，MBV一般只感染F细胞、R细胞和B细胞。感染度较重时，E细胞也同时受累。在养殖早期虾和养成期虾中，MBV相对感染度在中肠腺各部分的分布均以中部最高，而且以中部的中间最高，离中部越远，相对感染度越低。     

斑节对虾relish基因的克隆及免疫刺激对其mRNA表达水平的影响

relish是Rel/NF-κB家族的重要成员之一。本研究在构建的斑节对虾(Penaeus monodon)肝胰腺转录组文库中克隆得到PmRelish基因,其全长5 112 bp,包括3 561 bp的ORF,推测编码1个含1 186个氨基酸的蛋白。PmRelish的蛋白具有Rel/NF-κB蛋白家族的典型结构特征,包括N端的RHD结构域,核定位信号,C端的6个锚蛋白重复序列以及死亡结构域,表明该蛋白是NF-κB1亚型。该基因在所检测组织中呈组成型表达,并在血细胞表达量最高。使用定量PCR检测PmRelish基因在不同免疫刺激条件下在肝胰腺中的mRNA表达情况,结果显示,肝胰腺PmRelish基因是诱导型表达,并被创伤弧菌、金黄色葡萄球菌和白斑综合征病毒(WSSV)调控表达,其中被创伤弧菌上调表达最显著。进一步证明了病毒核酸类似物Poly(I:C)、R484可激活PmRelish的表达。上述研究结果说明Relish是斑节对虾的重要免疫因子,可能通过直接或间接作用参与对细菌和病毒的免疫反应。