罗氏沼虾几丁质酶3B基因的克隆及其在蜕皮周期中的表达

罗氏沼虾的生长发育及繁殖都与蜕皮紧密相关。几丁质酶是甲壳动物在蜕皮过程中最重要的酶之一。本研究对罗氏沼虾蜕皮周期外观特征和腹肢刚毛进行了观察描述,克隆并分析了罗氏沼虾的几丁质酶Ⅲ基因(MrChi3B),制备了几丁质酶Ⅲ蛋白的多克隆抗体,研究了其在蜕皮周期中的表达。罗氏沼虾几丁质酶基因cDNA的开放阅读框为1 143 bp,编码380个氨基酸,大小为41.91 ku。通过氨基酸序列比对发现,MrChi3B与日本沼虾几丁质酶基因(Chi3B)的同源性最高,为94%。MrChi3B含有一个糖苷键水解酶家族18的催化域。实时定量PCR (qRT-PCR)和蛋白印迹法(WB)检测结果显示,MrChi3B在罗氏沼虾多个组织中均有表达,但是不同组织中的表达有差异。在蜕皮期之后,其在胃、表皮和肌肉中的表达量显著上升。在胃中其表达量在蜕皮间期达到最高;在表皮和肌肉中其表达量在蜕皮后期达到最高;肠中的表达量在蜕皮前期和蜕皮期有所上升;眼柄期的表达量在所有蜕皮期都偏低。本研究结果为进一步研究几丁质酶的功能提供参考依据。     

三疣梭子蟹CYP302a1基因克隆及其表达分析

细胞色素P450(CYP)302a1是昆虫蜕皮激素合成通路中的关键酶,为了研究其在三疣梭子蟹蜕皮过程中的调控作用,实验采用反转录PCR(RT-PCR)和cDNA末端快速扩增(RACE)技术,克隆得到了三疣梭子蟹CYP302a1全长cDNA序列(GenBank登录号:KM596851).该序列全长为3 171 bp,包含一个长度为1 626 bp的开放阅读框,编码541个氨基酸;序列分析显示该氨基酸含helix-C、helix-K、helix-I、PERF及heme-binding共5个P450特征保守区域;系统进化树分析发现三疣梭子蟹CYP302a1与日本剑水蚤CYP302a1聚为一小支,再与其他物种CYP302a1聚为一支.采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析了CYP302a1在不同组织和蜕皮过程中的表达水平变化.结果显示,CYP302a1的表达量在Y器中最高,而在其他组织中均极低(P＜0.05);蜕皮过程中,CYP302a1在蜕皮后期(A、B期)表达量最低,从蜕皮间期(C期)开始上升,至蜕皮前期的D1亚期达到最大值,随后下降.结果表明CYP302a1在三疣梭子蟹蜕皮调控中可能起着重要作用.     

罗氏沼虾nanos1基因克隆、表达及亚细胞定位

为探究nanos1基因在罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)生殖发育中的功能,克隆了罗氏沼虾nanos1基因,其cDNA序列全长2 811 bp,编码243个氨基酸;系统进化分析结果表明其与中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)的同源性最高,与鱼类的nanos1同源性较高,与哺乳类同源性较低。半定量PCR检测发现,nanos1在卵巢中特异表达。通过实时荧光定量PCR检测该基因在不同胚胎发育时期及幼体中的表达水平,结果显示：nanso1 mRNA在(卵)未受精时期表达量最高,显著高于(卵)受精期及胚胎发育各期(P<0.05);在胚胎发育期间,(卵)受精时期表达量最高,显著高于卵裂期且极显著高于胚胎发育后期(P<0.01);该基因在卵裂期的表达水平显著高于囊胚期至幼体期;而囊胚期至幼体期之间表达水平较低且无差异。原位杂交技术检测显示,nanos1 mRNA在卵原细胞及初级卵母细胞(Oc1,Oc2,Oc3,Oc4)的细胞质中表达。以上结果表明,nanos1与罗氏沼虾雌性生殖细胞发育有着密切的关系。     

罗氏沼虾GLUT1基因克隆及其在血糖稳态调节中的功能

为了探究葡萄糖转运蛋白 1 (glucose transporter type 1, GLUT1)在罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)糖代谢调控中的作用, 本研究采用 cDNA 末端快速扩增技术(rapid amplification of cDNA ends, RACE)克隆获得罗氏沼虾 Mr-GLUT1 基因全长 cDNA 序列, 该基因全长 1929 bp, 开放阅读框(open reading frame, ORF) 1446 bp, 编码 481 个氨基酸, 分子量为 52035.73, 等电点为 6.76。多序列比对及系统进化树分析结果显示, 十足目 GLUT1 基因具有较高同源性, 均存在 12 个跨膜结构域, 罗氏沼虾 GLUT1 与对虾首先聚为一支, 表明亲缘关系最近。实时荧光定量 PCR 结果显示, Mr-GLUT1 在罗氏沼虾各组织均有表达, 肠道表达量最高。葡萄糖注射后, 罗氏沼虾血淋巴葡萄糖水平、肝糖原和肌糖原含量迅速升高, 肠道、肝胰腺和肌肉组织 Mr-GLUT1 基因表达显著上调, 但 Mr-GLUT1 基因表达变化时间延迟于葡萄糖含量的变化。RNA 干扰沉默罗氏沼虾体内 Mr-GLUT1 基因表达后, 血淋巴中葡萄糖和海藻糖含量显著上升。研究表明, Mr-GLUT1 基因可能参与罗氏沼虾血糖稳态调节, 在葡萄糖和海藻糖转运过程中发挥重要作用。     

拟穴青蟹CYP302a1基因的克隆及表达模式分析

蜕皮激素对节肢动物生长、发育和繁殖有重要调控作用,细胞色素P450(CYP)302al是蜕皮激素合成通路中的关键酶.克隆获得了拟穴青蟹(Scylla paramamosain)CYP302a1基因,命名为Sp-CYP302a1.Sp-CYP302a1的cDNA序列长为3032 bp,包含一个1617 bp的开放阅读框(...     

罗氏沼虾RXR基因克隆及其对蜕皮相关基因的调控

为研究维甲酸类X受体 (RXR) 在甲壳动物蜕皮过程中的调控作用,实验采用RACE技术克隆获得罗氏沼虾Mr-RXR基因,通过实 时 荧 光 定 量 PCR (qRT-PCR)分析了Mr-RXR及其他蜕皮相关基因 (MIH、EcR、E75和CHIT) 在罗氏沼虾不同组织、不同蜕皮阶段的表达情况,并采用RNA干扰(RNAi)探究Mr-RXR对罗氏沼虾蜕皮相关基因表达的调控作用。结果显示,Mr-RXR基因cDNA全长2 241 bp (GenBank登录号MZ501612),包括36 bp的5′末端非翻译区 (UTR) 和719 bp的3′UTR,开放阅读框 (ORF) 为1 386 bp,共编码461个氨基酸。罗氏沼虾RXR氨基酸序列与甲壳动物同源性较高,存在保守的DNA结合域 (DBD) 和配体结合域 (LBD)。Mr-RXR在罗氏沼虾所有组织中均表达,精巢、眼柄、心脏等组织中表达量较高,其表达水平随蜕皮周期改变,眼柄和肌肉组织中均在蜕皮前期表达量最高,与EcR基因表达模式基本同步;E75和CHIT基因表达模式较为相似,眼柄和肌肉组织分别在蜕皮前期和蜕皮后期高表达;MIH基因仅在眼柄组织表达,且蜕皮间期表达量最高。采用3 μg dsRNA/g虾的剂量进行为期12 d的RNAi实验诱导Mr-RXR沉默,罗氏沼虾出现大量死亡,qRT-PCR显示,眼柄和肌肉中Mr-RXR干扰效率分别为79%和55%。眼柄组织中Mr-RXR基因沉默后,MIH基因表达未受影响,EcR、E75和CHIT基因表达水平显著降低,肌肉组织中,Mr-RXR沉默仅造成CHIT基因表达水平的显著下降,推测Mr-RXR可能通过影响EcR、E75和CHIT基因表达调控罗氏沼虾蜕皮过程。本研究结果将为甲壳动物蜕皮调控机制研究提供基础资料。     

罗氏沼虾谷氨酰胺合成酶基因的克隆与表达

谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase, GS)是一种广泛分布在动植物体内的酶,并参与细胞多种代谢调控。在甲壳动物中,GS在能量代谢和渗透压调节过程中起着重要作用。实验克隆了罗氏沼虾GS基因。GS基因cDNA全长1 965 bp,开放读码框(ORF)为1 086 bp,编码361个氨基酸(aa),分子量大小为40.75 ku,等电点为5.81。进化树分析发现,罗氏沼虾GS基因与凡纳滨对虾、斑节对虾和中国明对虾GS聚为一支,氨基酸相似性达到95%。氨基酸多序列比对分析结果显示,罗氏沼虾GS属于无脊椎动物分支的GSⅡ群,有5个保守区域。实验对罗氏沼虾GS蛋白进行表达并制备了多克隆抗体。采用荧光定量PCR技术(qRT-PCR)和免疫印迹(Western blot)对罗氏沼虾蜕壳前后的不同组织GS表达进行检测。qRT-PCR结果显示,GS基因在所检测的8个组织中均有表达;蜕壳前,其相对表达量顺序为:肝胰脏肌肉胃肠鳃心脏脑血淋巴。蜕壳后和蜕壳前GS基因在组织中的差异表达比较结果显示,除了在肝胰脏表达下调外,其他7个组织都表达升高,其相对表达量的差异顺序为:脑鳃胃肠肌肉心脏血淋巴。Westernblot结果显示,蜕壳后GS蛋白在鳃和肌肉组织表达量上调,与其mRNA表达一致。此外,罗氏沼虾蜕壳后肝胰脏GS酶的活性和谷氨酰胺的含量下调,而其在鳃、肌肉和血淋巴中上调,结果与其基因表达一致。研究表明,GS基因在不同组织中表达的差异可能和罗氏沼虾的能量代谢、渗透压调节有关。     

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。     

三疣梭子蟹FAMeT基因克隆及其在蜕皮周期中的表达水平

法尼酸甲基转移酶(farnesoic acid O-methyl transferase, FAMeT)是甲基法尼酯(methyl farnesoate, MF)生物合成途径中最后一步的关键酶,MF是一种类似昆虫保幼激素(juvenile hormone, JH)的倍半萜,在甲壳动物的生长发育及繁殖过程中起到了重要作用。本文克隆得到了三疣梭子蟹FAMeT的全长cDNA序列（GenBank登录号：KC192659）,它包括一个201bp 的5非编码区、一个318bp的 3非编码区,和一个825bp的开放阅读框（ORF）,编码274个氨基酸;推导的氨基酸序列与已公布的其他甲壳动物FAMeT进行比对,发现一致性达75%-97%,其中与远海梭子蟹FAMeT的一致性最高;而且该氨基酸序列由两个CF（CPAMD8/FAMeT）区域组成,这两个CF区域是FAMeT的标志,在所有甲壳动物的FAMeT里均有发现,因此推导的氨基酸序列是三疣梭子蟹FAMeT基因。我们运用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)的方法分析了其在不同组织中、不同蜕皮周期中的表达量变化,发现FAMeT在三疣梭子蟹的各个组织里均有表达且在胸神经节(Taoracic ganglia)里表达最强;在三疣梭子蟹蜕皮过程中,大颚器FAMeT在D1期表达最强,然后逐渐下降至D4最低。该结果表明FAMeT在三疣梭子蟹蜕皮调控中起着重要的作用。     

罗氏沼虾的社群结构特点及其在养殖中的应用

本文综述了近年有关罗氏沼虾社群结构的形成,人工调控与利用及ＢＣ抑制ＳＭ生长的原因等最新资料,为开拓罗氏沼虾养殖新技术提供了理论依据和思路。     

罗氏沼虾胞质锰超氧化物歧化酶的功能

为了解超氧化物歧化酶 (SOD)分子生物学特性和免疫功能,实验克隆了罗氏沼虾胞质锰SOD基因 (MrcMnSOD),制备多克隆抗体,并分析在嗜水气单胞菌感染下该基因的表达模式。结果显示,嗜水气单胞菌感染可显著诱导MrcMnSOD在转录水平和蛋白质水平进行高表达。为探究MrcMnSOD参与免疫应答的机制,进一步的抑菌实验表明,该蛋白质可显著抑制3种革兰氏阴性细菌 (大肠杆菌、副溶血性弧菌、嗜水气单胞菌)和2种革兰氏阳性细菌 (无乳链球菌、金黄色葡萄球菌)的生长,且抑制作用与蛋白质浓度的关系不显著。研究表明,MrcMnSOD可能作为一种免疫相关分子参与免疫应答反应。本研究初步探讨了MrcMnSOD的免疫生物学功能,旨在为深入研究罗氏沼虾SOD的功能奠定相关基础。     

食蚊鱼CYP19a基因的克隆与序列分析

硬骨鱼类CYP19基因与生物的性别分化和激素调节相关,因此可开发用来探究环境激素污染与基因表达的关系。本研究首次克隆和分析了食蚊鱼CYP19a cDNA的全系列,为将CYP19基因作为监测环境激素生物标志物的研究提供了全面的实验数据。根据CYP19a基因c DNA保守区域设计引物,扩增保守区域并测序。采用RACE法扩增食蚊鱼CYP19a基因c DNA序列全长,对其蛋白序列进行同源性分析,并将序列应用于CYP19a mRNA转录水平的RT-PCR法检测中。成功克隆食蚊鱼CYP19a基因全长,获得CYP19a基因总长为2020 bp,ORF为238~1791 bp,共编码518个氨基酸,对其编码的蛋白质进行有关信号肽、跨膜螺旋、亲水性/疏水性、一级结构、二级结构和三级结构分析,与其他硬骨鱼类底鰆、青鰆、平鲷、鲫、鲤和斑马鱼的性腺CYP19a基因作同源性比较,其基因相似度分别为93%、84%、84%、71%、71%和66%。用MEGA6.0软件对19个物种的CYP19a基因进行聚类分析,食蚊鱼CYP19a基因与底鰆、青鰆同源性最高,说明芳香化酶在进化上相对保守。确定从食蚊鱼性腺所克隆的CYP19a基因是芳香化酶基因,证明食蚊鱼的芳香化酶是由CYP19a和CYP19b两种基因编码的。食蚊鱼卵巢芳香化酶具有3个高度保守的片段,并具有催化活性。     

Salinity effects on reproduction of giant freshwater prawn Macrobrachium rosenbergii (de Man)

Understanding the role of salinity in breeding and growth has the potential to enhance production of giant freshwater prawn, Macrobrachium rosenbergii. This study investigated the reproduction of females reared in salinities of 0, 6, 12, and 18 g L^− 1. Mean weight of females decreased with increased salinity (31.40 ± 1.54, 25.14 ± 1.16, 20.80 ± 0.81, and 16.62 ± 1.04 g at 0, 6, 12, and 18 g L^− 1, respectively). Larval production was delayed by 2 months in females reared in 12 g L^− 1 compared to 6 and 0 g L^− 1 and the cumulative number of berried females decreased with increased salinity. The number of larvae produced was positively correlated to weight of female. A larval production not only differed between salinity treatments, but also that larval production per gram of female differed between treatments. Females reared in lower salinity of 0 and 6 g L^− 1 produced larger numbers of larvae (12,155 ± 480 and 6519 ± 323, respectively) compared to 12 and 18 g L^− 1 (3751 ± 256 and 0, respectively). The number of larvae produced per gram of female was inversely related to the salinity levels (Y = − 37.54X + 685.65, n = 339, r² = 0.995, p < 0.05). Survival of larvae from females reared at 0 and 6 g L^− 1 was higher than those from females reared in 12 g L^− 1. This study clearly shows that female broodstock reared in lower salinity was larger, reproduced early, and produced more offspring than at higher salinity and this could significantly impact coastal prawn culture where seasonal fluctuation of salinity in the hatchery is common.     

绿鳍马面鲀CYP17-I基因克隆及其在繁殖周期中的表达

为探究CYP17-I基因在绿鳍马面鲀繁殖周期中的作用及其与性激素水平变化的相关性,实验首先通过SmartTMRace技术克隆得到了绿鳍马面鲀CYP17-I c DNA全长序列1 580 bp,编码511个氨基酸。通过半定量RT-PCR技术检测了CYP17-I基因的时空表达,并采用放射免疫测定法检测雄鱼和雌鱼血清睾酮(T)和雌二醇(E2)的含量变化。结果发现,CYP17-I在卵巢、精巢和脑中表达量较高,其次为胃、心脏、脾脏、肾脏,在垂体和鳃中也检测到了微弱表达。在周期表达中发现,无论在卵巢还是精巢中,CYP17-I基因的表达水平与血清T含量密切相关,呈明显周期性变化,最高值均出现在5月份的卵细胞或精子成熟期,而与血清E2含量无显著的相关性。研究表明,CYP17-I在鱼类繁殖周期中对雄性激素睾酮的生成起关键的调控作用。     

壬基酚(NP)对罗氏沼虾幼虾生长和性别分化的影响

采用外部形态观察和性腺组织学连续切片方法,确定罗氏沼虾幼虾的性别分化时期,并探讨壬基酚(NP)对罗氏沼虾幼虾(体长约1.5 cm)生长和性别分化的影响。结果表明,罗氏沼虾仔虾后15 d出现生殖原基;仔虾后24 d,部分仔虾第四至第五步足基部明显凹陷,腹甲出现皱折和突起,并出现生殖管;仔虾后45 d,部分仔虾第二游泳足内侧出现雄性附肢,性腺明显区分为精巢和卵巢。处理时间短于15 d,NP对罗氏沼虾幼虾生长无显著影响;但处理超过20 d,NP以明显的剂量依存关系显著抑制罗氏沼虾体长和体重(P<0.05)。实验结束时(30 d),对照组个体均已完成性别分化,精巢和卵巢内分别出现大量精原细胞和卵原细胞,但NP处理组无法鉴定性别的幼虾比例随NP剂量增加而增加。研究表明,罗氏沼虾幼虾外部性征出现略早于内部性征的分化,早期性别分化发生在仔虾变态后21～45 d;此外,NP可能通过干扰蜕皮及卵黄蛋白原合成从而抑制罗氏沼虾幼虾生长和精巢发育。     

罗氏沼虾不同养殖模式对水体浮游生物的影响

通过围隔实验比较罗氏沼虾不同养殖模式对水体浮游生物的影响。实验设置6种养殖模式:罗氏沼虾单养(MP)、罗氏沼虾+浮萍(水面覆盖率5%)(PP)、罗氏沼虾+鲢(PF)、罗氏沼虾+背角无齿蚌+鲢(PMF)、罗氏沼虾+背角无齿蚌+浮萍(PMP)、罗氏沼虾+背角无齿蚌+浮萍+鲢(PMPF)。养殖64 d后,测定不同模式中浮游植物和三大类浮游动物(轮虫、枝角类及桡足类)的种类和数量。结果显示,上述6种模式中浮游植物共同优势种有4种,但优势度指数最大的浮游植物不同,MP组是锥囊藻属,有浮萍的PP和PMP组均为细小平裂藻,混养鲢的PF、PMF和PMPF组均为针杆藻。不同养殖模式无共同的浮游动物优势种。养殖模式对浮游生物密度具有显著影响,PF组浮游植物密度最高,MP组浮游植物密度最低,PF组浮游植物密度比MP、PP和PMP组分别高78%、53%和61%。相反,浮游动物密度MP组最高,PF组最低。混养鲢的PF、PMF和PMPF组浮游动物密度显著低于其他3组。研究表明,罗氏沼虾养殖中混养鲢可增加浮游植物密度而降低浮游动物密度,浮萍和鲢影响池塘优势种。