低盐胁迫下松江鲈HSPB1、HSPB7和HSPB11基因的表达变化规律

为了探究小分子热休克蛋白基因HSPB1、HSPB7和HSPB11在松江鲈(Trachidermus fasciatus)应对低盐胁迫过程中的调节作用,本研究基于前期转录组数据,获取3个目标基因的序列信息并进行了系统进化分析,利用实时荧光定量PCR技术检测了3个基因在两种低盐胁迫处理下不同时间点(0 h、12 h、24 h和48 h)在鳃、肠、肾和肝组织中的表达水平。系统进化分析结果表明, HSPB1、HSPB7和HSPB11基因分别聚类形成独立分支;在各基因分支中,松江鲈与已报道的鲈形目、鲤形目和鳉形目等鱼种共同聚为硬骨鱼类分支。在两种低盐胁迫处理下, 3个基因在鳃组织中的表达量均在12h显著升高,而在肠、肾和肝组织中的表达量则呈现不同的变化趋势。肠组织中,HSPB7和HSPB11在盐度渐变低盐胁迫(盐度变化速率1.1/h)下表达量均显著升高, HSPB1表达量在48 h显著降低;盐度骤变低盐胁迫(盐度变化速率27/h)下HSPB1和HSPB7表达量在24 h显著升高, HSPB11表达量显著降低。肾组织中,HSPB1、HSPB7和HSPB11表达量均仅在盐度渐变低盐胁迫24h显著升高;盐度骤变低盐胁迫下HSPB1表达量显著降低, HSPB7和HSPB11表达量则显著升高。肝组织中, HSPB7无表达; HSPB1表达量在盐度渐变低盐胁迫下无显著变化,但在盐度骤变低盐胁迫下则显著升高;HSPB11表达量在两种处理下均显著升高。本研究比较分析了HSPB1、HSPB7和HSPB11基因在松江鲈应对不同低盐胁迫时表达变化规律的异同,相关结果为探讨小分子热休克蛋白在鱼类应激调节过程中的作用及洄游性鱼类适应盐度变化的分子调控机制提供了理论依据。     

低盐胁迫下三疣梭子蟹蝗抗利尿肽基因的表达

本研究采用RACE技术克隆了三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)蝗抗利尿肽(neuroparsin,PtNP)基因。该基因全长1920 bp,5￠端非编码区237 bp,3￠端非编码区1373 bp,开放阅读框309 bp,编码102个氨基酸,预测分子量10.8 k D,理论等电点7.42。PtNP含有12个半胱氨酸残基,具十足目动物蝗抗利尿肽典型的特征。同源性和系统进化分析表明,PtNP与拟穴青蟹(Scylla paramamosain)NP4的同源性最高(89%),并且三疣梭子蟹与拟穴青蟹首先聚为一支。组织表达分析发现,PtNP基因在脑组织中的相对表达量最高,其次是鳃和眼柄,在卵巢、肌肉、心脏和肝胰腺中表达量较低或不表达。通过分析PtNP基因在低盐胁迫过程中的表达规律发现,低盐胁迫可显著改变PtNP基因在脑、鳃和眼柄组织中的表达模式,整体呈现上调表达趋势,其中在脑、鳃和眼柄中表达量分别最高上调至7.7倍、2.8倍和2.6倍,且存在显著差异(P0.05)。去除眼柄后该基因在鳃中的表达呈上升趋势,且去除双侧眼柄组的表达量显著高于去除单侧眼柄组(P0.05)。本研究结果表明PtNP基因在三疣梭子蟹盐度适应中可能发挥一定作用且受神经内分泌系统的调控。     

三疣梭子蟹Apaf-1基因的克隆及其在低盐和病原胁迫后的表达分析

本研究利用RACE方法克隆获得三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)凋亡蛋白酶激活因子-1 (Apoptotic protease activating factor-1, Apaf-1)基因,该基因cDNA全长为2032 bp,其中,ORF为1050 bp,编码349个氨基酸,预测分子量为39.13 kDa,理论等电点为7.67。同源性和系统发育分析显示,Apaf-1与凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei) Apaf-1的同源性最高,为51.27%,并与凡纳滨对虾聚为一支。组织表达分析显示,Apaf-1基因的相对表达水平在肝胰脏最高,其次是肌肉、心脏、鳃和眼柄,血细胞和表皮最低。不同盐度胁迫后,Apaf-1在Ⅱ期幼蟹体内表达水平在3 h达到最大值,此后,呈先下降再上升趋势;Apaf-1在80日龄盐度20胁迫后三疣梭子蟹的鳃中呈上升趋势,在肝胰腺中为先上升后下降趋势,表明盐度改变能影响该基因在鳃和肝胰腺组织中的表达。不同病原感染实验结果显示,在血细胞中,注射副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)后Apaf-1的表达于48 h到达峰值,为对照组的2.76倍(P<0.05),注射白斑综合征病毒(WSSV)后,仅在12 h表达水平上调,为对照组的1.25倍(P<0.05);在肝胰腺中,注射副溶血弧菌后在72 h到达峰值,为对照组的5.44倍(P<0.05),注射WSSV后在12 h到达峰值,为对照组的5.89倍(P<0.05),整体呈上调表达趋势。本研究为进一步理解三疣梭子蟹Apaf-1基因的生理功能提供了参考。     

低盐对青蛤抗氧化酶和ATP酶的影响及碳酸酐酶基因的克隆与表达

为探讨青蛤(Cyclina sinensis Gmelin)耐低盐适应机制, 研究了低盐(盐度 8)和正常盐度(盐度 25)条件下青蛤 96 d 内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPH-Px)、Na⁺ /K⁺ -ATPase、Ca²⁺/Mg²⁺-ATPase 酶活性、丙二醛含量和碳酸酐酶 mRNA 时序性表达变化。实验结果表明: (1) 低盐条件与正常盐度相比, 青蛤超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶活性总体呈现先上升后下降的趋势, 变化具有显著性差异(P＜0.05); Na⁺ /K⁺ -ATPase 活力在 96 d 内一直呈下降趋势, 在第 48 天下降至最小值, 显著低于初始酶活性值(P＜0.05); 实验开始后的第 6、12、24 天, Ca²⁺/Mg²⁺-ATPase 酶活性较初始酶活性无显著性变化(P＞0.05), 第 48 天显著升高(P＜0.05); MDA 含量呈现先上升后下降的趋势, 第 12、48 和 96 天时显著高于初始酶活性(P＜0.05)。(2) 利用 RACE 技术克隆了青蛤碳酸酐酶基因(CsCA)的全长 cDNA 序列, 共 1672 bp, 包含 738 bp 开放阅读框, 编码 245 个氨基酸, 系统进化树结果表明青蛤与其他瓣鳃纲碳酸酐酶基因同源性高, 说明其进化保守。qRT-PCR 结果显示, 低盐条件下, 青蛤碳酸酐酶基因 mRNA 在第 24 天显著高于初始表达量(P＜0.05), 其他时间也高于初始值, 但差异不显著(P＞0.05)。 综上所述, 在适应低盐环境时, 青蛤鳃组织中抗氧化酶最先被激活并出现反应, 活力增强, 随着时间的增加, 抗氧化酶活性受抑制, 随后 ATP 酶活性升高; 碳酸酐酶基因在青蛤长期适应低盐环境中发挥重要作用。本研究结果为青蛤养殖产业可持续发展提供理论指导。     

三疣梭子蟹PtDNMT1基因的克隆及其 在低盐适应中的表达分析

甲基转移酶是维持基因组甲基化状态的重要基因,本研究利用SMART-RACE技术克隆了三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)甲基转移酶基因(PtDNMT1)。PtDNMT1基因cDNA序列全长5919 bp,包括4832 bp的开放阅读框,编码1610个氨基酸,预测分子量为148.15 kDa,理论等电点为4.68。结构预测发现,PtDNMT1有2个特殊的结构域,分别是锌指结构域(zf-CXXC)和甲基转移酶家族特有的Dcm结构域。进化树分析显示,PtDNMT1基因与昆虫类的DNMT基因聚为一支。组织表达分析发现,PtDNMT1基因在肝胰腺、鳃、卵巢、肌肉、胃、心脏、血液中均有表达,其中在肝胰腺中表达最高,卵巢和鳃次之。进一步研究了低盐胁迫后PtDNMT1基因在鳃、肝胰腺和肌肉组织中的表达变化规律为胁迫6 h时鳃组织中PtDNMT1基因的表达即达到峰值(5.3倍),并一直持续到12 h (4倍),随后逐步下降,在72 h时仍显著高于对照组(2.3倍);PtDNMT1基因在肝胰腺中的表达规律类似于鳃,然而其达到峰值的时间稍晚于鳃(24 h),且上调倍数高于鳃(8倍);低盐胁迫后PtDNMT1基因在肌肉中的表达最初呈现下调趋势,之后(24 h)上调表达至峰值(2.2倍),且一直上调表达至72 h。本研究首次克隆了PtDNMT1基因,根据其在各组织中的表达分布特征以及盐度胁迫后的表达变化情况,推测DNA甲基化在三疣梭子蟹低盐适应中发挥了重要作用。     

三疣梭子蟹PtDNMT1基因的克隆及其 在低盐适应中的表达分析

甲基转移酶是维持基因组甲基化状态的重要基因,本研究利用SMART-RACE技术克隆了三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)甲基转移酶基因(PtDNMT1)。PtDNMT1基因cDNA序列全长5919 bp,包括4832 bp的开放阅读框,编码1610个氨基酸,预测分子量为148.15 kDa,理论等电点为4.68。结构预测发现,Pt DNMT1有2个特殊的结构域,分别是锌指结构域(zf-CXXC)和甲基转移酶家族特有的Dcm结构域。进化树分析显示,PtDNMT1基因与昆虫类的DNMT基因聚为一支。组织表达分析发现,PtDNMT1基因在肝胰腺、鳃、卵巢、肌肉、胃、心脏、血液中均有表达,其中在肝胰腺中表达最高,卵巢和鳃次之。进一步研究了低盐胁迫后PtDNMT1基因在鳃、肝胰腺和肌肉组织中的表达变化规律为胁迫6 h时鳃组织中PtDNMT1基因的表达即达到峰值(5.3倍),并一直持续到12 h (4倍),随后逐步下降,在72 h时仍显著高于对照组(2.3倍);PtDNMT1基因在肝胰腺中的表达规律类似于鳃,然而其达到峰值的时间稍晚于鳃(24 h),且上调倍数高于鳃(8倍);低盐胁迫后Pt DNMT1基因在肌肉中的表达最初呈现下调趋势,之后(24h)上调表达至峰值(2.2倍),且一直上调表达至72 h。本研究首次克隆了PtDNMT1基因,根据其在各组织中的表达分布特征以及盐度胁迫后的表达变化情况,推测DNA甲基化在三疣梭子蟹低盐适应中发挥了重要作用。     

低盐驯化对低盐胁迫下大黄鱼转录组的影响

为探讨低盐驯化对低盐胁迫下大黄鱼氧化损伤和转录组的影响,本实验将体重为(52.46±1.47) g的大黄鱼暴露在盐度为25或20的水体中7 d,再暴露在盐度为10的水体中24 h。结果显示,低盐胁迫显著增加了活性氧(ROS)和脂质过氧化物(LPO)含量。尽管低盐驯化对ROS和LPO不产生影响,但低盐驯化显著降低了低盐胁迫下大黄鱼ROS和LPO含量,表明低盐驯化缓解了低盐胁迫对大黄鱼的氧化损伤。从低盐驯化vs.对照组、低盐胁迫vs.对照组和低盐驯化+低盐胁迫vs.低盐胁迫实验中,分别筛选到356、478和484个差异基因。GO和KEGG分析发现,差异基因显著富集在GnRH信号通路、PPAR信号通路、凋亡、Toll样受体通路和MAPK信号通路等,表明低盐驯化可以通过调节离子和物质运输、脂类代谢、细胞凋亡和非特异性免疫等来提高大黄鱼的低盐胁迫耐受性。研究表明,低盐驯化可以通过调节离子和物质运输、脂类代谢、细胞凋亡和非特异性免疫等来提高大黄鱼的低盐胁迫耐受性。研究结果揭示了低盐驯化改善大黄鱼低盐胁迫耐受性的分子机制,可为今后工厂化和内陆采用淡水或半咸水养殖大黄鱼提供科学依据。     

三疣梭子蟹14-3-3基因的克隆及其在低盐和病原胁迫后的表达分析

本研究利用cDNA末端快速扩增技术(RACE)克隆了三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)14-3-3基因(Pt14-3-3)。Pt14-3-3基因cDNA序列全长为2510 bp,包含开放阅读框741 bp,编码由247个氨基酸组成的蛋白,分子量为27.98 kDa。序列比对结果显示,Pt14-3-3基因与中华绒螯蟹14-3-3基因同源性最高(100%)。系统进化树分析表明,Pt14-3-3氨基酸序列与中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)紧密聚为一支。组织表达分析显示,Pt14-3-3基因在肝胰腺、肌肉、鳃、心脏、眼柄、血淋巴中均有表达,其中,在肝胰腺中的表达量最高。低盐胁迫后,Pt14-3-3基因在鳃和肝胰腺中的表达量分别于48 h和12 h显著上调并达到最大值,分别为对照组的1.34倍(P<0.05)和7.54倍(P<0.05)。人工感染副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)和白斑综合征病毒(WSSV)后,Pt14-3-3基因在肝胰腺和血细胞中整体均呈显著上调表达,最高上调17.52倍(P<0.05)。本研究结果表明,Pt14-3-3基因可能在三疣梭子蟹低盐适应和免疫反应中发挥重要作用。     

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。     

关于淞江鲈学名和模式产地以及地理分布之探讨

淞江鲈学名Trachidermus fasciatusHeckel,1840,我国鱼类学文献沿用至今,属名有误,因其阴性Trachiderma早已为其它动物先据而失效。订正后的属名Trachiderm is是有效名称,淞江鲈的学名应写作Trachiderm is fasciatusHeckel,1840。模式产地菲律宾记录有问题,自1840年迄今,菲律宾未见再有该鱼之报道,淞江鲈个体发育水温不宜超过14℃,否则导致胚体畸形和死亡,菲律宾地处热带,气温年平均26.6℃左右,淞江鲈不可能得以繁衍。该鱼为西北太平洋所特有,仅分布于中国、朝鲜半岛和日本南部,我国分布于黄渤海和东海沿岸以及沿岸诸河下游及河口。     

低温胁迫对尼罗罗非鱼水通道蛋白(Aquaporin 1，AQP1)基因(AQP1)表达的影响

以经过连续多代抗寒选育获得的尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)耐寒品系为实验材料, 克隆了尼罗罗非鱼水通道蛋白基因(AQP1)的cDNA序列, 并采用实时荧光定量PCR分析方法探讨了低温胁迫对罗非鱼AQP1基因表达水平的影响。序列分析结果显示, 尼罗罗非鱼AQP1 cDNA长度为1 098 bp, 包含36 bp的5′端非翻译区序列、783 bp开放阅读框(ORF)和279 bp的3′非翻译区序列, 编码261个氨基酸。氨基酸序列比对表明, 各物种间AQP1序列的同源性较高(96%~59%)。聚类分析表明, 尼罗罗非鱼首先与同属鲈形目丽鱼科的斑马拟丽鱼(Maylandia zebra)聚在一起, 再与其他硬骨鱼类聚为一类。实时荧光定量PCR 结果表明: 在水温从30℃逐渐降到10℃过程中, 肌肉和肝组织AQP1基因的表达量从20℃开始均逐渐下调。其中肌肉组织中, 与30℃时的表达量相比, 耐寒品系在20℃时表达量大幅度下调, 当水温为15℃时, 其表达量下调幅度为22.16倍。当水温降到10℃时, 其表达量下调了107.73倍。而对照组AQP1基因的表达量在15℃时, 下调幅度为5.38倍。当水温达到10℃时, 其表达量下调幅度为11.30倍。结果分析显示, 耐寒品系与对照组AQP1基因在低温条件下的表达量存在显著性差异(P<0.05)。而在肝组织中, 当水温降到15℃时, 耐寒品系和对照组的表达量下调幅度分别为3.38倍、1.42倍。水温降到10℃时, 其表达量上调幅度分别为18.85倍、9.01倍。结果分析表明, 低温条件下耐寒品系与对照组AQP1基因在肝组织中的表达差异不显著(P>0.05)。结果表明, AQP1表达对温度敏感, 耐寒品系较高的耐寒能力与其在低温条件下的肌肉组织大幅上调表达有关。由此可见, AQP1基因在罗非鱼低温适应过程中发挥重要作用, 是潜在的研究罗非鱼耐寒机制的候选基因之一, 本研究为进一步研究罗非鱼的耐寒分子机制和开展鱼类抗逆育种提供参考。

     

拟穴青蟹ANT2基因在不同温度和盐度条件下的应激表达

采用qRT-PCR技术, 对不同温度(10℃, 15℃, 20℃, 25℃)以及低温(10℃, 15℃)和盐度(10, 35)联合作用下拟穴青蟹(Scylla paramamosain)(甲壳长3.7~5.8 cm, 体质量80~100 g) ANT2基因的表达进行了检测。结果表明: 在4个温度下肝胰腺、肌肉、鳃中ANT2基因表达量依次为低、中、高, 存在组织表达特异性。随着温度降低, ANT2基因总体上趋低表达, 但在15℃时ANT2基因在肌肉(1~12 h)和鳃中均显著高于20℃(P<0.05)。该结果提示, ANT2基因与能量代谢相关, 且在一定低温下被诱导表达, 可能参与低温胁迫的应答。相同低温下, 3种组织中ANT2基因在盐度10的表达量通常高于盐度35的(P<0.05), 说明低温下低盐环境有利于提高青蟹体内代谢, 增强耐寒能力。     

大菱鲆类胰岛素生长因子3基因的克隆和表达分析

类胰岛素生长因子3 (insulin-like growth factor 3, IGF3)在硬骨鱼类性别分化过程中扮演重要角色,但其是否影响卵巢发育尚不明确。本研究以欧亚养殖良种大菱鲆(Scophthalmus maximus)为实验材料,通过RACE (rapid-amplification of cDNA ends)克隆技术,获得了IGF3全长cDNA序列,分析了其生物信息学特征,预测了其与IGF特异性受体(IGF receptors, IGF-1R, IGF-2R)结合情况,查明了其组织和卵巢不同发育时期表达规律。结果显示,大菱鲆IGF3 cDNA全长为1 255 bp,编码259个氨基酸。生物信息学分析发现,IGF3为亲水性蛋白,具有典型的IGF特异性结构域和信号肽序列,同狭鳞庸鲽(Hippoglossus stenolepis)同源性最高;蛋白质三级结构域由3个α螺旋串联而成,同IGF-1R和IGF-2R紧密结合。组织表达分析显示,igf3在大菱鲆各个组织中均有分布,雌、雄大菱鲆表达规律显著不同,但皆在脑组织中表达最高。在卵巢发育过程中,igf3在卵黄生成后期表达量显著上升...     

黄曲霉毒素B1（AFB1）的短期投喂对凡纳滨对虾肠道黏膜屏障的影响

为探究黄曲霉毒素B1(AFB1)对凡纳滨对虾肠道黏膜屏障的影响,以投喂含有15 mg/kg AFB1饲料的凡纳滨对虾作为实验组,不含AFB1饲料投喂的凡纳滨对虾作为对照组,分别于第2、4、8、12天取肠道组织,采用实时荧光定量PCR检测mTOR信号通路中的真核细胞始动因子4E结合蛋白(eif4ebp),真核翻译起始因子1a(eif4e1a),真核翻译起始因子2(eif4e2)和核糖体s6蛋白激酶(p70s6k)基因,与免疫相关的转录因子Dorsal和Relish基因,酚氧化酶原(proPO)基因以及黏蛋白样围食膜因子(mucin-like PM)基因表达水平的变化,利用组织切片技术研究AFB1对肠道组织形态的影响。结果发现,AFB1的添加会对mTOR通路相关基因的表达产生影响,实验组对虾eif4ebp基因自第2天起发生显著上调,此后呈现先升高后降低的趋势;eif4e2和eif4e1a基因皆在第8和第12天被显著抑制;p70s6k基因在第2和第4天呈现下调趋势,并于第12天回升至初始水平。AFB1同时也刺激了免疫系统的响应,实验组Dorsal基因和Relish基因均被显著诱导,并呈现先增高后降低的趋势;proPO基因于第4和第8天显著上调并于第12天回落至初始水平;mucin-like PM基因在第2、4、8天均显著上调。AFB1的添加也破坏了凡纳滨对虾肠道正常的组织形态,出现上皮细胞核肥大、边缘模糊、上皮细胞层部分脱落等现象。研究表明,AFB1严重影响凡纳滨对虾肠道黏膜的屏障功能,不仅对肠道黏膜造成机械损伤,同时对肠道化学屏障和免疫屏障产生影响。