KK-42对日本沼虾D3期头胸甲表皮结构的影响

为探讨KK-42缩短日本沼虾幼虾蜕皮周期的机制,实验采用组织学方法观察了幼虾头胸甲表皮结构,定量测定了肝胰腺N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶(NAGase)的活力。将体长(3.3±0.5)cm的日本沼虾随机分为两组,分别用1.95×10-4mol/L的KK-42溶液(实验组)或不含KK-42的溶液(对照组)浸泡处理1 min之后,选取处于蜕皮前期D3期的日本沼虾,观察头胸甲表皮结构,测定肝胰腺NAGase活力。结果显示,KK-42处理后第1天,头胸甲外表皮厚度与对照组相比显著增长42.83%;第3天和第9天,内表皮的厚度同比提高70.72%、77.27%,整个头胸甲的厚度同比显著增厚。KK-42处理后第3天,上皮细胞的高度比对照组提高31.69%。KK-42处理后6、12和24 h,NAGase活力分别比相应的对照组升高42.53%、34.28%和18.36%。研究表明,KK-42处理可显著增加D3期日本沼虾头胸甲外骨骼的厚度,提高肝胰腺NAGase活力。     

KK-42对日本沼虾幼虾蜕皮周期的影响及其可能机制

为了探索KK-42对日本沼虾幼虾蜕皮周期的影响及其可能的机制,以水产基地自行繁殖的2月龄幼虾(体长1.2~2.0 cm)为材料,捕捞后暂养于流水养殖水槽,水温(26±1)°C,每天投喂2次,1周后用于实验研究。用1.95×10–4 mol/L的KK-42溶液(处理组)或不含KK-42溶液(对照组)浸润1 min,取出,一部分用于幼虾生长速率、蜕皮周期的测定;从剩余部分中选择处于蜕皮间期(C)和蜕皮前期(D)的幼虾,Real-time PCR分析表皮几丁质酶1基因(Mnchi-1)的转录水平,同时进行表皮几丁质酶的活力测定。在实验观察期间,KK-42处理组平均体质量均显著高于对照组,体质量增长率的升高出现在处理后的前2周。随着幼虾的生长,蜕皮周期的持续时间均趋于延长,在4个连续测定的蜕皮周期中,KK-42处理能明显缩短前2个周期的时程,分别从(8.70±1.07)、(9.81±0.43)d/周期缩短为(6.93±0.97)、(8.11±1.20)d/周期。KK-42处理可显著上调C期表皮Mnchi-1的表达,在第3、6和9 h,其m RNA水平比对照组高10倍以上,酶活性同比提高2倍以上;KK-42对D期的影响相对较弱,该基因的表达水平及酶活性仅在12 h显著升高。结果表明,KK-42能显著诱导D期、尤其是C期表皮Mnchi-1基因的表达,提高几丁质酶活性,推测幼虾对旧表皮的分解提前至C期,这可能是KK-42缩短幼虾的蜕皮周期、促进其生长的分子机制之一。     

日本沼虾蜕皮过程中头胸甲外骨骼超微结构的改变

采用HE染色及石蜡切片的扫描电镜观察方法,描述了日本沼虾(Macrobrachium nipponense)蜕皮间期(C期,intermolt stage)及新旧表皮更替变化剧烈的蜕皮前晚期(D4期,late premolt stage)和蜕皮后期(postmolt stage)A-B期头胸甲外骨骼的形态结构变化特点。结果显示,日本沼虾外骨骼分为上表皮、外表皮、内表皮三层,D4期出现新的上表皮和外表皮,B期出现新内表皮,外表皮强嗜碱性而内表皮弱嗜酸性。扫描电镜观察发现,C期头胸甲内、外表皮均为几丁质-蛋白质纤维构成的平行板层结构且板层内有发达的孔道系统(pore canals,pc),但内外表皮板层间排列紧密程度不同,外表皮板层切面边缘较整齐,结构致密,板层内pc大小均一、近似圆形,内表皮板层切面边缘粗糙,结构较疏松,板层内pc大小不等、多为梭形。在蜕皮前后,新外表皮结构变化显著,与C期相比,D4期新外表皮超微结构与旧内表皮结构相似,而在A期,外表皮超微结构由疏松变为致密,这可能与蜕皮后表皮的钙化相关。本研究旨为阐明沼虾的蜕皮机制提供基础资料。     

KK-42对日本沼虾表皮蛋白基因MnCP-1表达的上调效应

为探讨KK-42显著缩短日本沼虾(Macrobrachium nipponense)蜕皮周期的可能机制,本研究采用RACE技术首次从头胸甲中获得了一个含几丁质结合-4(chitin_bind_4)结构域的表皮蛋白(cuticle proteins,CPs)c DNA基因全长,命名为Mn CP-1。该序列全长604 bp,可编码122个氨基酸。氨基酸序列比对显示,Mn CP-1与普通黄道蟹(Cancer pagurus,P81576.1)相似性最高(61%)。系统进化分析发现,Mn CP-1与地中海实蝇(Ceratitis capitata)聚类为一支。Real-time PCR结果显示,头胸甲中Mn CP-1在蜕皮前期晚期(D3-4期)和蜕皮后期(A期)的表达量较高,而在蜕皮间期(C期)和蜕皮前期早期(D0-2期)的表达量较低。KK-42处理能显著上调C期和D0-2期Mn CP-1的表达,在处理后6、24和48 h,其mRNA表达水平较对照组高3倍以上。结果表明,头胸甲上皮细胞Mn CP-1的表达与蜕皮周期有关,KK-42可显著上调C期和D0-2期Mn CP-1的表达。     

咪唑类物质KK-42对日本沼虾α2-巨球蛋白基因表达的影响

为探讨KK-42提高感染嗜水气单孢菌的日本沼虾幼虾成活率的机制,实验首次克隆了α2M部分序列,研究了α2M基因的时空表达以及KK-42对其表达和活力的影响。将体长3.5~5.0 cm的日本沼虾幼虾随机分为2组,分别用1.95×10-4mol/L的KK-42溶液和不含KK-42的溶液浸泡处理1 min,12 h后,每组再分为2个亚组,分别向虾腹部注射嗜水气单胞菌菌悬液(菌攻毒实验组和菌攻毒对照组)或生理盐水(实验组-1和对照组-1),于不同时间点测定幼虾的成活率、α2M基因表达水平和活力的变化。结果显示,KK-42预处理可显著提高感染嗜水气单胞菌的日本沼虾幼虾成活率。经BLAST比对,克隆的α2M部分mRNA序列与罗氏沼虾α2M具有90%以上同源性。实时荧光定量PCR实验显示,α2M基因表达水平在血细胞中最高,且以蜕皮前期最为显著。KK-42处理的幼虾血细胞α2M基因的表达无显著性差异;嗜水气单胞菌刺激使血细胞α2M mRNA水平在3 h比0 h提高了580%,其活力在24 h增幅为47.5%;而菌攻毒实验组mRNA水平在6~48 h明显高于菌攻毒对照组,尤其在12 h,增幅为511%,其活力水平也呈同样的变化趋势。研究表明,KK-42预处理能上调感染嗜水气单胞菌的幼虾血细胞α2M基因的转录水平,诱导α2M活力增强,这可能增强了幼虾的免疫水平,从而提高成活率。     

日本沼虾N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶基因克隆及KK-42对其表达的影响

为进一步探究KK-42缩短蜕皮周期的分子机制,本研究以日本沼虾幼虾为材料,通过RACE技术克隆了几丁质降解途径中的限速酶基因NAGase c DNA全长序列,定量测定了KK-42处理不同时间对头胸甲表皮组织中NAGase m RNA相对表达量和对应酶活力的影响。序列分析结果显示,NAGase c DNA全长2 536 bp,编码617个氨基酸。同源性分析显示,NAGase基因保守性较低,与凡纳滨对虾的相似度最高,仅为68%。系统进化分析显示,日本沼虾、三疣梭子蟹、凡纳滨对虾、中国明对虾聚为一个大类,凡纳滨对虾和中国明对虾亲缘关系更为接近,日本沼虾单列一个分支。Real-time PCR分析表明,NAGase相对表达量在蜕皮前D_0期达到峰值;KK-42处理后3 h,D_4期的相对表达量是对照组的253%,处理后6 h,C期和D_0期较对照组分别提高了226%和187%。NAGase酶活力从C期到D_4期逐渐提高,KK-42处理能明显提高C和D_0期NAGase酶活力,尤其对C期的影响最为显著,在处理后3、6和12 h分别提高了11.26、5.99、7.15倍。结果提示,KK-42对日本沼虾表皮NAGase的诱导效应可能是其缩短蜕皮周期的分子机制之一。     

日本沼虾表皮蛋白-5基因全长cDNA克隆及表达分析

为探究甲壳动物表皮蛋白多样性及其功能,根据表皮转录组资料,利用RACE技术扩增得到日本沼虾表皮蛋白-5基因的cDNA全长序列,分析其生物信息学、不同蜕皮时期的表达特征以及KK-42对其表达特征的影响。日本沼虾表皮蛋白-5基因的cDNA全长796bp,开放阅读框477bp,编码158个氨基酸,含RR基序,预测蛋白等电点为4.22,分子量为16.46ku;氨基酸序列比对发现日本沼虾表皮蛋白-5与克氏原螯虾Casp-2相似性最高,为76%,与其他甲壳动物表皮蛋白相似性为41%~53%。实时荧光定量PCR结果显示,日本沼虾表皮蛋白-5基因在3个时期——蜕皮间期、蜕皮前早期和蜕皮前晚期均有表达,其中在脱皮前晚期的相对表达量最高,为蜕皮间期的1400倍,与之有极显著差异(P0.01)。KK-42处理显著上调日本沼虾表皮蛋白-5基因在蜕皮前早期的表达,在处理后3、6h和48h表达量分别是对照组的6.3、4.8和11.4倍。KK-42诱导日本沼虾表皮蛋白-5基因的表达,使峰值前移,这可能是KK-42缩短日本沼虾幼虾蜕皮周期的机制之一。     

日本沼虾中肠腺细胞的超微结构研究

应用电镜技术研究了日本沼虾中肠腺细胞的类型及超微结构。结果表明：日本沼虾中肠腺上皮细胞大多呈柱状，顶端具有微绒毛，依结构和功能不同可分为Ｒ细胞、Ｆ细胞、Ｂ细胞和Ｅ细胞４种类型。Ｒ细胞具有吸收、贮存营养物质的功能，细胞内含有脂滴、糖原和吞噬咆，内质网、线粒体等细胞器数量少；Ｆ细胞内蛋白酶原合成活动旺盛，粗面内质网极为发达，在数量上比Ｒ细胞多，几乎充满整个细胞；Ｂ细胞微绒毛较短，以胞饮方式吸收营养，在     

日本沼虾常见疾病与防治

日本沼虾 (Ｍａｃｒｏｂｒａｃｈｉｕｍｎｉｐｐｏｎｎｅｎｓｉｃ) ,又称青虾、河虾 ,隶属于节肢动物门 (Ａｒｔｈｒｏｐｏｄａ)、甲壳纲 (Ｃｒｕｓｔａｃｅａ)、十足目 (Ｄｅｃａｐｏｄａ)、长臂虾科(Ｐａｌａｅｍｏｎｉｄａｅ)、沼虾属 (Ｍａｃｒｏｂｒａｃｈｉｕｍ) ,是我国重要的淡水养殖虾类。六十年代中期开始发展青虾养殖业 ,至八十年代末才开始步入发展盛期。随着高密度集约化养殖模式的发展 ,加上饲养管理方法尚欠科学 ,水质环境较差 ,导致近年来青虾病害蔓延扩大 ,常引发大面积死亡 ,造成极大的经济损失。1　黑鳃病由弧状杆菌 (Ｖ…     

虾青素对日本沼虾血细胞密度及吞噬活力的影响

从雨生红球藻粉中提取虾青素,以60mg/kg的浓度添加到日本沼虾（Macrobrachium nipponemis）的配合饵料中,在实验室条件下饲养三周,研究虾青素对日本沼虾血淋巴密度及吞噬活力（吞噬百分比和吞噬指教）的影响。结果显示添加虾青素组的日本沼虾不论是血细胞密度还是吞噬活力都显著高于对照组,表明虾膏素可显著提高日本沼虾的免疫力。     

日本沼虾cytMnSOD和mtMnSOD基因全长cDNA克隆及表达

利用RACE技术从日本沼虾肝胰腺中克隆了cytMnSOD和mtMnSOD基因cDNA全长序列。cytMnSOD基因cDNA全长1 233 bp,开放阅读框为858 bp,编码286个氨基酸,N端含有60个氨基酸残基组成的延伸区;mtMnSOD基因cDNA全长1 113 bp,开放阅读框为654 bp,编码218个氨基酸,N端含有20个氨基酸残基组成的信号肽;cytMnSOD和mtMnSOD预测蛋白分子量及等电点分别为31.33、24.05 ku和5.62、7.12。日本沼虾cytMnSOD推导的氨基酸序列与其mtMnSOD的相似性为40%,二者均含有MnSOD的特征肽段(DVWEHAYY)、4个Mn2+结合位点和2个N-糖基化位点。Real-time PCR结果表明,cytMnSOD和mtMnSOD在日本沼虾肝胰腺、肌肉、血细胞、大颚器官、卵巢和鳃等组织均有表达,其中肝胰腺表达量最高;肝胰腺cytMnSOD和mtMnSOD基因的表达量在蜕皮间期最高,蜕皮后期和蜕皮前期较低。嗜水气单胞菌刺激后3 h,肝胰腺cytMnSOD和mtMnSOD的表达量显著增加,推测MnSOD是参与机体免疫防御反应的一种重要分子。     

在体条件下miR-305-5p对日本沼虾MnCHT3A的靶向调控作用

为了探索miRNA对日本沼虾几丁质酶3A(Macrobrachium nipponense chitinase 3A,MnCHT3A)基因的调控作用,实验采用生物信息学方法预测并筛选与MnCHT3A靶向结合的miRNA—miR-305-5p;利用qRT-PCR、生物化学以及组织学方法,研究了在体条件下,miR-305-5p对靶基因的调控作用。结果显示,一个蜕皮周期中miR-305-5p与MnCHT3A的表达量呈负相关,前者C期最高、A期最低;而MnCHT3A的表达趋势则相反。注射miR-305-5p mimics和miR-305-5p inhibitor后,与对照组相比,MnCHT3A转录水平分别降低60%和升高166%;MnCHT酶活性分别降低39.53%和升高133%。组织学观察发现,C期的头胸甲表皮为3层结构,由外向内依次为上表皮、外表皮和内表皮(H.E染色);几丁质荧光染色结果显示,几丁质分布在内、外表皮;扫描电镜结果清晰显示了内、外表皮的板层结构。与对照组相比,miR-305-5p mimics组内表皮的板层厚度增加,呈蓝色荧光的几丁质条带有增厚趋势;而miR-305-5p inhibitor组表皮结构紊乱,几丁质荧光分布不均且部分区域明显减弱。研究表明,miR-305-5p的靶基因为MnCHT3A,在体条件下,miR-305-5p能够靶向抑制MnCHT3A的转录。     

我国五大湖日本沼虾线粒体COI基因部分片段序列比较

对我国五大湖日本沼虾100个野生个体的线粒体细胞色素氧化酶亚基I（COI）部分序列进行了测定和分析,经比对获得578bp核苷酸片段,发现49个变异位点,得到35个单倍型,包括7个共享单倍型,各群体都具有较好的单倍型多态性和核苷酸多态性,其中鄱阳湖群体遗传多样性相对最高。AMOVA分析表明,五群体间总遗传分化系数F_st＝0.31873 （P<0.05）, 群体间具有较高的遗传分化。MEGA3.1软件计算五群体的Kimura 2-paramter遗传距离,洞庭湖群体和巢湖群体之间的遗传距离最远为0.0191,巢湖群体和洪泽湖群体之间的遗传距离最近为0.0051。以同属胖掌沼虾（Macrobrachium inflatum）为外群分别构建了NJ和UPGMA系统树,结果显示洞庭湖和鄱阳湖为一族群,太湖、巢湖和洪泽湖为一族群。     

日本沼虾五群体形态性状对体质量的通径分析

为筛选出影响日本沼虾体质量的主要形态性状,以便确定人工选育的理想测定指标,以太湖、鄱阳湖、白洋淀、微山湖及淀山湖的野生日本沼虾为研究对象,随机选取各群体90尾虾测定19个形态指标,采用简单相关分析和通径分析等多元回归分析方法分析各群体对体质量作用较为突出的形态性状,并进行聚类分析。通径分析结果显示,太湖群体体长、头胸甲宽、第二步足长、头胸甲高、尾扇长对体质量的通径系数达到极显著,逐步回归建立其对体质量的回归方程、回归截距及相应的回归系数分别为–9.878、0.075、0.314、0.011、0.320、0.222;鄱阳湖群体头胸甲长、尾扇长、尾节宽、头胸甲宽、头胸甲高、尾节高、体长性状对体质量的通径系数达到极显著,回归截距和相应的回归系数分别为–1.618、0.392、–0.280、0.703、0.524、–0.359、0.688、–0.061;白洋淀群体体长、头胸甲宽、第二步足长和尾扇长对体质量的通径系数达到极显著,其回归截距和相应的回归系数分别为–4.796、0.082、0.222、0.007、0.136;微山湖群体头胸甲长、腹节高、第二步足长、腹节宽对体质量的通径系数达到极显著,其回归截距和相应的回归系数分别为–7.644、0.248、0.329、0.025、0.301;淀山湖群体体长、第二步足长、头胸甲宽、尾节宽、腹节宽对体质量的通径系数达到极显著,其回归截距和相应的回归系数为–6.257、0.019、0.018、0.164、0.264、0.162。体长与头胸甲性状在不同群体中都对体质量的作用十分明显。聚类结果显示,地理位置越接近,形态上越相似。研究表明,各个地区被保留的性状与体质量的复相关系数为0.965、0.904、0.902、0.971、0.955,为影响各自群体体质量的主要自变量。     

日本沼虾VASA蛋白的原核表达、抗体制备及其免疫鉴定

Vasa基因具有在性腺中特异表达的特点,在生殖细胞分化与发育过程中起重要作用。从日本沼虾精巢cDNA中克隆了vasa基因的阅读框,连接到pET-32a载体,构建重组表达质粒pET32a-vasa,转化大肠杆菌BL21,经IPTG诱导融合表达,表达产物经SDS-PAGE分析表明,融合蛋白主要以包涵体形式存在,分子量约85 ku,表达量约占包涵体总蛋白的48.7%,Westernblotting检测表明,融合蛋白可特异地被anti-HIS标签抗体识别。用Ni²⁺-NTA纯化后的融合蛋白免疫家兔,制备获得多克隆抗体,ELISA显示该抗体效价达1∶160 000,Western免疫鉴定显示该抗体不仅能识别融合蛋白,而且也能识别日本沼虾性腺粗提液中的内源性VASA蛋白,免疫组化进一步显示,VASA蛋白主要分布在卵母细胞核周围和精原细胞质中,成熟精子中无信号,暗示VASA在日本沼虾生殖细胞发育分化过程中扮演重要角色。     

日本沼虾C型凝集素结构域家族3的cDNA克隆、原核表达和定位分析

C型凝集素(C-type lectin)是一类能与糖类结合的非抗体的蛋白质或糖蛋白家族,为了研究C型凝集素基因在日本沼虾组织分布、细胞定位和细菌感染过程中的表达情况,本研究应用cDNA末端快速克隆(rapid-amplification of cDNA ends,RACE)技术首次克隆了日本沼虾C型凝集素结构域家族3基因(MnLec3)的全长序列,通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析MnLec3基因在不同组织、细菌感染后不同时间的表达水平,Western blot和免疫荧光分别分析蛋白的表达水平和细胞定位。结果显示,MnLec3基因cDNA全长1 357 bp,包括125 bp的5′末端非翻译区(UTR)、1 026 bp的开放阅读框(ORF)和206 bp的3′UTR,其中开放阅读框编码341个氨基酸。氨基酸序列比对显示,日本沼虾MnLec3基因含有保守钙结合点(Met 1-Glu17)和糖识别结构域(CRD)。同源性分析结果显示,MnLec3与罗氏沼虾C型凝集素3相似度较高;邻接法(Neighbor-Joining,NJ)进化树分析结果显示,MnLec3与其他甲壳动物C型凝集素聚为一支。通过构建原核表达载体获得体外重组蛋白rMnLec3,并将纯化重组蛋白免疫大鼠获得抗血清,免疫荧光结果显示,绿色荧光信号主要在肝胰腺细胞核中表达。qRT-PCR结果显示,MnLec3在日本沼虾所检测组织中均表达,其中肝胰腺中表达量最高,血细胞次之;与对照组相比,在嗜水气单胞菌刺激12～48 h时MnLec3表达量显著升高,48 h表达量最高,Western blot分析结果显示,MnLec3蛋白表达丰度与基因表达模式基本相似,提示克隆得到的MnLec3参与日本沼虾抵御细菌入侵的免疫过程。     

KK-42对凡纳滨对虾热激蛋白基因表达的诱导作用

为探讨咪唑类物质KK-42可能的作用机制,首次克隆了热激蛋白90(HSP90)部分mRNA序列,研究了HSP90以及HSP70基因的时空表达以及KK-42对其表达的影响。将体长3.5～5.0 cm凡纳滨对虾幼虾随机分为2组,分别用1.95×10^-4 mol/L的KK-42溶液或不含KK-42的溶液浸泡处理1 min,之后在相同条件下常规饲养。结果显示, HSP90和HSP70在凡纳滨对虾大颚器官、眼柄、肌肉和肝胰腺都有表达,其中,肝胰腺中的表达水平较高。实验期间,肝胰腺中两种HSP mRNA水平虽有一定波动,但含量相对较低;KK-42处理可显著诱导肝胰腺HSP的表达,在处理后第1、2、3天,HSP70和HSP90 mRNA含量分别比相应的对照组升高了243.4%、141.3%、410.5%和121.6%、505.5%、481.7%。结果表明,KK-42处理可显著提高凡纳滨对虾肝胰腺HSP90和HSP70基因的转录水平。