半滑舌鳎三倍体鱼苗的人工诱导与鉴定

针对半滑舌鳎雌雄个体生长差异过大、雌性性腺发育成熟后腹部凸起影响舌鳎生长和商品鱼质量等问题,开展了人工诱导半滑舌鳎三倍体的研究。采用静水压处理抑制半滑舌鳎受精卵第二极体排出进行染色体加倍,筛选出有效的静水压处理强度及其持续时间。结果表明,孵化水温23 ℃左右时,授精后5 min,采用36 MPa的静水压压力,休克处理4 min,三倍体诱导率最高,达到100%。采用该诱导条件,大批量获得了半滑舌鳎三倍体鱼苗。采用流式细胞仪分析了三倍体鱼苗细胞DNA含量,表明三倍体鱼苗细胞DNA含量为二倍体对照鱼苗的1.5倍。通过染色体分析表明,三倍体鱼苗的染色体数为63条,而二倍体鱼苗的染色体数为42条。     

诱导虹鳟鱼四倍体的初步研究

利用静水压法和热休克法对虹鳟鱼(Oncorhynchus mykiss)受精卵进行处理,诱导四倍体.对发育至原肠后期的胚胎进行染色体制备并计数,结果显示热休克处理组的四倍体诱导率为5.5%,静水压处理组的诱导率为22.8%,静水压的诱导效果明显优于热休克.最佳的开始处理时间为受精后340min,静水压力为650 kg/cm2,处理持续时间为5min.     

鲈鱼冷冻精子诱导半滑舌鳎胚胎发育

半滑舌鳎是分布在我国黄、渤海的特有鱼类,雌鱼明显具有较雄鱼生长快的特点,利用雌核发育方法诱导产生半滑舌鳎超雌鱼,通过与正常雄鱼交配,最终可培育生长速度快、个体大的全雌性后代,对于提高养殖效益具有重要的意义。为此利用冷冻保存的异源鲈鱼精子诱导半滑舌鳎卵产生雌核发育二倍体、单倍体、杂交胚胎,利用同源精子受精产生普通二倍体,在Olympus显微镜下对它们的胚胎发育进行了观察比较。冷冻解冻的鲈鱼精子,在1000μj/cm2紫外线下照射0·2~1min,诱导半滑舌鳎卵受精,在受精后2~5min将卵置于2~5℃的水浴冷休克20min,获得了雌核发育的胚胎和鱼苗,在21·7~23·6℃水温中,雌核发育胚胎经过2781min孵化出膜。普通胚胎在21·7~23·6℃水温下,经2621min孵化出膜。经紫外线灭活处理的鲈鱼精子诱导半滑舌鳎卵,但不经过冷休克获得的单倍体胚胎,具有明显的单倍体综合症,发育至1949min陆续死亡。鲈鱼精子与半滑舌鳎卵杂交受精,胚胎不能正常发育,相当于胚孔封闭期后全部死亡。实验证明,鲈鱼冷冻精子可刺激半滑舌鳎卵雌核发育。     

四倍体草鱼的诱导和存活

采用热和静水压刺激草鱼受精卵诱导四倍体。在21C受精后36、39和42分钟,对受精卵进行9000和10000psi(磅/平方寸)静水压处理,鱼苗孵出后一天测定四倍体的诱导率为25%～100%(平均52.5%)。最适处理时间一般在卵裂前15～20分钟,这时能抑制核分裂。在受精后65、66和70分钟,对多细胞受精卵进行压力刺激(9000和10000psi),也可以诱导四倍体,受精后33～60分钟,对受精卵进行1.25和1.5分钟42C热刺激,四倍体的诱导率为0～100%;而同样温度的1分钟热刺激则不能产生四倍体。总之,大多数处理组的孵化率完全不同,且直接和四倍体转化有关。四倍体鱼苗存活天数没有超过50日龄。可以认为死亡鱼苗中有部分为非整倍体(次四倍体)和2n～4n嵌合体所引起。     

花鲈冷冻精子诱导漠斑牙鲆雌核发育

采用紫外线(UV)对冻存的花鲈精子进行照射使其遗传物质失活,作为异源精子诱导源,与漠斑牙鲆卵子进行“授精”,可以诱导漠斑牙鲆卵进行雌核发育。结合静水压处理,抑制第二极体排出,成功获得了漠斑牙鲆雌核发育二倍体鱼苗。实验表明,同源精子和异源精子均可在紫外线照射遗传失活后诱导漠斑牙鲆卵雌核发育,经实验筛选出异源精子诱导漠斑牙鲆雌核发育的最佳条件为花鲈冻存精子采用80 mJ/cm²的紫外线照射,然后与漠斑牙鲆卵子进行授精,培育水温18 ℃条件下,受精后4~5 min,施以65 MPa的静水压休克处理6 min,可有效诱导漠斑牙鲆卵的雌核发育。采用形态学、流式细胞仪DNA含量分析和微卫星标记技术对雌核发育鱼苗进行了分析,证明了雌核发育鱼苗为雌核发育二倍体。本文首次报道了采用异源冷冻精子诱导漠斑牙鲆鱼卵进行雌核发育的技术方法,为漠斑牙鲆性别控制和遗传改良提供了技术手段。     

虹鳟四倍体的诱导试验

虹鳟是一种名贵的冷水性养殖鱼类,适合集约化、高密度流水养殖。其体型好、肉质鲜美、营养价值高且适于休闲垂钓,我国引进后约有23个省市推广了该类鱼的养殖。由于很多繁育场不注重种质资源的保护,致使虹鳟鱼发生了不同程度的种质衰退,表现为性成熟年龄偏小、生长速度缓慢、饵料转化系数低、抗病能力差等现象。种质的衰退严重阻碍了我国养鳟业的进一步发展。由于以上原因,我们从2002年开始采用静水压休克方法,试图诱导虹鳟鱼染色体组加倍,由二倍体受精卵诱导出四倍体鱼苗;饲养四倍体鱼苗至性成熟,然后与二倍体亲鱼交配,生产后代全部为三倍体…     

白乌鳢染色体核型和DNA含量分析

通过向活体白乌鳢(Opniocepnalus argus)腹腔注射植物血凝素(PHA)和秋水仙素进行短期药物处理后,制备染色体标本并对其核型进行分析。以鸡血细胞DNA含量为标准(2.50 pg),用流式细胞仪测定了白乌鳢外周血细胞的DNA含量。结果表明:(1)白乌鳢的染色体组为2 n=48,核型公式为4 m+22 st+22 t,总臂数NF=52,无性染色体。(2)白乌鳢的DNA含量为鸡血对照的0.59倍,其DNA含量为(1.48±0.04)pg/N。白乌鳢的染色体数和DNA含量均显示其具有二倍体特征。依据实验结果推论白乌鳢为乌鳢的白化变异个体。     

半滑舌鳎线粒体 DNA 含量测定方法的建立与优化

本研究旨在应用实时荧光定量PCR技术,建立半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)线粒体DNA(mtDNA)含量测定方法并进行优化.通过质粒标准品的线性化处理、模板DNA的酶切和超声处理、mtDNA和核DNA(nDNA)基因引物的筛选实验,建立半滑舌鳎mtDNA含量测定方法.结果表明,质粒标准品的构象对荧光定量PCR标准曲线影响较大,线性化的质粒更适合用作标准品;酚-氯仿方法提取的模板DNA适用于mtDNA含量测定,无需进行预处理;用D-loop和ND1这2对引物所得的拷贝数较小且结果一致,适用于mtDNA拷贝数的测定;以不同核基因为参照所得的mtDNA含量可能存在差异,当以单拷贝核基因ENC1和MYH6为参照时,可以计算出单个细胞中mtDNA含量,若以多拷贝基因GAPDH为参照,mtDNA含量测定值则较小.采用本方法分别对半滑舌鳎肝、肾、脾和肌肉组织的mtDNA含量进行重复性检测实验,结果表明,相同组织的mtDNA含量显示出良好的重复性(P＞0.05),而不同组织中mtDNA含量具有差异性,可见该方法稳定可靠,能为海洋鱼类mtDNA含量检测提供借鉴.     

二倍体雌核发育鲫鲤卵子发生的DNA含量和细胞学分析

以产生单倍体卵子的二倍体雌性红鲫为对照,对远缘杂交起源的二倍体雌核发育鲫鲤早期卵巢组织中的生殖细胞进行了流式细胞术分析,在此基础上结合组织学切片方法和染色体制片,对相应的卵巢组织细胞学观察和生殖细胞减数分裂特征进行了探讨.结果显示,雌核发育二倍体鲫鲤卵母细胞的DNA含量呈现两个主要的峰值,检测样本中的2号峰值显示的DNA含量是二倍体红鲫卵母细胞的1倍,代表减数分裂前染色体数未加倍的细胞群,其减数分裂Ⅰ前期分裂相呈现同源染色体部分配对,该细胞群在组织学切片上呈现空泡化等败育现象;另外,检测样本中的3号峰值显示的DNA含量是二倍体红鲫卵母细胞的2倍,代表减数分裂前染色体数已加倍的细胞群,其减数分裂Ⅰ前期分裂相呈现染色体数目加倍的完整的染色体配对,该细胞群由于染色体数加倍,可以越过杂种鱼的异源染色体之间的减数分裂配对障碍,正常发育为体积不断增大的初级卵母细胞,为产生后续的染色体数不减半的二倍体卵子奠定基础.该结果丰富了不减数配子的发生机制研究,在鱼类遗传育种方面具有重要意义.     

野生及人工养殖半滑舌鳎肌肉营养成分分析研究

分析了野生及人工养殖条件下半滑舌鳎背部肌肉的一般营养成分、氨基酸、脂肪酸及常量和微量元素的组成。结果表明,野生与养殖半滑舌鳎的蛋白质含量差异较小,分别为17.20%和17.17%;野生与养殖半滑舌鳎的脂肪含量相对较低,分别为0.15%和2.41%。两者均富含常量和微量元素,其中野生半滑舌鳎的硒和锌含量分别为7.92%和6.29%,较养殖半滑舌鳎高。在氨基酸含量方面,养殖半滑舌鳎呈味氨基酸天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸和丙氨酸略低于野生半滑舌鳎。不饱和脂肪酸的总含量两者相似。但养殖半滑舌鳎C19∶1含量为20.41%,明显高于野生半滑舌鳎的含量(11.68%)。野生半滑舌鳎在C22∶6(DHA)的含量为14.28%,高于养殖半滑舌鳎的含量(10.39%)。     

半滑舌鳎养殖群体的性比与雌雄形态差异比较

为研究半滑舌鳎养殖群体幼鱼阶段的性比变化,实验用分子标记法鉴定半滑舌鳎遗传性别,用组织切片方法鉴定表型性别,并比较了表型雌雄的生长差异。结果发现,在半滑舌鳎幼鱼阶段,在遗传性别上,雌雄所占比例约为1∶1,差异不显著(P>0.05)。在表型性别上,雌雄比例约为1∶3,差异极显著(P<0.01)。表型雄性中,由遗传性雄性和遗传上为雌性而表型上为雄性的"伪雄鱼"两部分组成。在养殖群体中,表型雌性、伪雄鱼和雄性三者的比例大致为1∶1∶2。养殖现场反映的雌性约占1/4的情况与本研究结果基本一致。本研究没有发现遗传上为雄性,而表型上为雌性的个体。在6～8月龄间,伪雄鱼的全长、体质量处于表型雌性与正常雄性之间,与两者均无显著差异。在相似全长范围内,雄鱼体高小于雌鱼,雄鱼的全长/体高的平均值为4.05,雌鱼的平均值为3.89,雄鱼的全长/体高比值显著大于雌鱼(P<0.05),此比值可以作为区分雌雄鱼苗种的参考。     

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。     

半滑舌鳎养殖群体中自然性逆转伪雄鱼的发现

利用雌性特异标记遗传性别鉴定技术,对71尾4龄半滑舌鳎的生理和遗传性别进行鉴定,结果显示32尾生理型雌鱼均能扩增出205bp的雌性特异条带;39尾生理型雄鱼,仅一尾鱼体重显著高于其他雄鱼并扩增出了雌性特异条带,因此这尾鱼遗传上为雌性,是一尾伪雄鱼。对养殖的600尾半滑舌鳎生理雄鱼大规模检测发现,养殖群体自然性逆转伪雄鱼比例为1.66%。对正常雌、雄鱼和1龄自然性逆转伪雄鱼的性腺组织学观察显示,与正常雄鱼相比,伪雄鱼性腺中也有大量的精母细胞,但数量比正常雄鱼的要略少;且未在伪雄鱼的性腺组织中观察到卵母细胞,说明半滑舌鳎性逆转发生在性腺分化期。半滑舌鳎自然性逆转现象的发现有助于解释当前半滑舌鳎养殖群体中雄性率偏高的现象,为半滑舌鳎全雌苗种生产提供了一条新的技术途径,并丰富了鱼类性别分化理论。     

雌雄半滑舌鳎脑垂体基因表达差异研究

为研究半滑舌鳎雌雄个体大小和生长速度差异悬殊的分子机理,采集来自同一亲本、同一发育阶段的半滑舌鳎雄鱼和雌鱼脑垂体,分别与Affymetrix的斑马鱼基因芯片杂交,筛选差异表达基因。芯片杂交结果显示二者共有1 051个基因检测到明显的杂交信号,其中上调基因486个,下调基因561个。进一步比较雄鱼和雌鱼杂交信号的比值(Ratio值),有39个基因的Ratio值小于0.6或大于1.5,其中sh3gl1b、meis2.1、acta1、Noxa、slc25a5这5种上调基因和col1a2、klf7、acta2这3种下调基因可能与半滑舌鳎雌雄生长差异相关。这一结果为深入研究半滑舌鳎雌雄性别分化与生长调控机制提供了新思路。     

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。     

半滑舌鳎多聚免疫球蛋白受体(pIgR)基因的克隆和表达分析

本研究根据半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)基因组数据库中预测的多聚免疫球蛋白受体(Polymeric immunoglobulin receptor, pIgR)序列,通过PCR和RACE技术获得了半滑舌鳎pIgR基因cDNA,全长为1419 bp,开放阅读框(ORF)为1020 bp,编码339个氨基酸,5′UTR区域为109 bp,3′UTR区域为290bp。保守结构域分析显示,半滑舌鳎pIgR蛋白包含1个信号肽,2个免疫球蛋白功能域(Ig-like domain, ILD)和1个跨膜结构域。经蛋白序列同源比对和系统进化树分析,发现半滑舌鳎pIgR与大菱鲆(Scophthalmus maximus)和牙鲆(Paralichthy solivaceus)的pIgR亲缘关系最近。实时荧光定量PCR分析显示,pIgR基因在健康半滑舌鳎的不同组织中均有表达,在鳃中表达较高,在肌肉中表达最低。经哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)病原感染刺激后,pIgR基因在半滑舌鳎的5个组织(肝脏、脾脏、肾脏、肠和鳃)中均呈先上升后下降的趋势,其中,在脾脏和鳃中48 h达到最高值,在肝脏、肾脏和肠中72 h达到峰值。与内脏组织不同的是,pIgR基因在皮肤中呈一直上升的趋势。上述结果表明,pIgR基因在半滑舌鳎抵御哈维氏弧菌的免疫应答中发挥重要作用。     

半滑舌鳎微卫星标记的开发及其在F1家系中分离方式分析

利用富集文库-菌落原位杂交的方法筛选半滑舌鳎( Cynoglossus semilaevis)微卫星标记,构建富含(AC)和(AG)序列重复的半滑舌鳎微卫星富集文库,随机从文库中挑选1060个克隆,筛选得到883个(83.3％)阳性信号,菌落PCR检测742个阳性克隆片段的长度在500～1 200 bp范围内,随机挑选其中50个克隆进行测序,共设计引物33对,进行退火温度优化、多态性检测后,共得到20个多态的半滑舌鳎微卫星标记.对其进行分离方式分析,其中有17个位点符合孟德尔分离定律,共表现5种分离方式,可用于半滑舌鳎遗传连锁图谱的构建;另外有3个位点偏离孟德尔分离定律(P＜0.05).结果同时证明富集文库-菌落原位杂交是半滑舌鳎微卫星标记大量筛选和高密度遗传连锁图谱构建的一种行之有效的方法.     

半滑舌鳎有效群体大小估计

为了解半滑舌鳎当前的群体遗传结构,探究半滑舌鳎有效群体大小(N_e)发展趋势及现状,实验通过性别特异性分子标记随机鉴定了800尾半滑舌鳎的遗传性别,选取297个遗传雌性半滑舌鳎样本进行简化基因组测序(2b-RAD),获得了64 416个可用SNP标记,利用这些标记进行全基因组范围的连锁不平衡分析得到各染色体上连锁不平衡分布;根据标记间不同物理间距进行半滑舌鳎有效群体大小的估计,初步了解各历史世代下有效群体规模;通过选择0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0 Mb等7个不同染色体片段大小反映出半滑舌鳎群体遗传结构经过自然与人工共同选择的历史发展趋势。结果显示,半滑舌鳎有效群体大小随其连锁不平衡程度衰减而呈连续下降趋势,至2世代前其有效群体大小仅为29尾左右。     

Molecular cloning,genomic structure and expression analysis of major histocompatibility complex class Iα gene of half-smooth tongue sole (<Emphasis Type="Italic">Cynoglossus semilaevis</Emphasis>)

Major histocompatibility complex (MHC) has a central role in the adaptive immune system by presenting foreign peptide to the T-cell receptor. The full length of MHC class Iα cDNA was cloned from half-smooth tongue sole by homology cloning and rapid amplification of cDNA ends polymerase chain reaction (RACE-PCR), genomic organization and expression of MHC Iα were examined to study the function of MHC gene in fish. The domain structure feature and antigen-binding motifs of other teleost and mammals MHC are conserved in the half-smooth tongue sole MHC Iα gene. The deduced amino acid sequence of half-smooth tongue sole MHC Iα (GenBank accession no. FJ372720) had 12.1–61.8% identity with those of human and other fish. Eight exons and seven introns were identified in MHC Iα gene. Real-time quantitative PCR demonstrated that MHC Iα gene was ubiquitously expressed in normal tissues, while that in Vibrio anguillarum infected fish was significantly increased in intestines and decreased in spleen and liver from 24 to 72 h after infection, followed by a recovery to normal level after 96 h.     

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis) c-Jun基因的克隆及免疫应答分析

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)AP-1家族转录因子c-Jun基因(Jun proto-oncogene)及其在免疫应答中的作用尚无报道.本研究根据半滑舌鳎转录组数据库中预测的c-Jun序列,通过RACE技术和PCR扩增方法获得了半滑舌鳎c-Jun基因cDNA全长2093 bp,CDS区域共981 bp,编码326个氨基酸,5'UTR区域377 bp,3'UTR区域735 bp.SMART分析显示,C-JUN蛋白具有2个结构域:AP-1家族典型结构域Jun,以及高度保守的亮氨酸拉链结构域(BRLZ).经蛋白多序列同源比对、系统进化树分析,发现半滑舌鳎c-Jun与虹鳟(Oncorhynchus mykiss)c-Jun亲缘关系最近.实时荧光定量PCR分析显示,c-Jun基因在半滑舌鳎不同组织中普遍表达,在卵巢中表达量最高.鳗弧菌(Vibrio anguillarum)人工感染半滑舌鳎后,c-Jun基因在肝脏、脾脏、头肾、小肠、鳃、血液中表达量都出现不同程度上调,其中,鳃中变化最明显:感染12h后表达量达到0h时的13.20倍.使用LPS、PGN、PolyI:C和WGP病原模拟物刺激半滑舌鳎外周血淋巴细胞,结果显示,WGP诱导c-Jun基因上调表达,而LPS与PolyI:C均下调基因表达.以上实验结果表明,c-Jun基因在半滑舌鳎的免疫防御中发挥重要作用.