栉孔扇贝热休克蛋白70（HSP70）基因的BAC-FISH 定位

利用BAC-FISH技术,将包含HSP70基因的BAC克隆定位到栉孔扇贝的一对同源染色体的长臂上.HSP70基因的染色体定位将对深入研究该基因的结构及功能并将其应用于生产实践提供基础支持.同时,本研究是首次对栉孔扇贝低拷贝基因进行染色体定位的实践,其结果将为栉孔扇贝的染色体的深入研究以及染色体鉴别等工作提供必要的参考.     

栉孔扇贝Smad基因家族的表达特征和对鳗弧菌侵染的免疫应答分析

栉孔扇贝是我国海水养殖业的重要品种之一,但养殖扇贝陆续暴发大规模细菌性疾病,造成了巨大的经济损失。深入研究扇贝的免疫防御机制,是改良种质、培育抗病品系的必要措施。近年来研究发现,Smad基因可以通过调控增强子结合蛋白(CEBP/ε)来促进中性粒细胞的成熟和功能极化,在引发脊椎动物的先天免疫调节中发挥着重要的作用。然而目前对于Smad及其在免疫中的作用的研究大都集中于脊椎动物中,在海洋贝类中的研究还较为匮乏。因此,对栉孔扇贝的Smad基因家族进行了系统发生、共表达网络的构建、以及鳗弧菌侵染的免疫应答分析,以解析贝类Smad基因家族的表达调控机制和在免疫应答中的作用。结果表明,Smad3和Smad6可能在两侧对称动物的共同祖先中位于同一染色体上;栉孔扇贝Smad5与Toll样受体信号通路的关键基因协同表达;受鳗弧菌侵染后,血淋巴中的Smad5显著上调,说明Smad5基因可能通过与Toll样受体信号通路相互作用,参与了机体的免疫应答。研究结果可为深入研究贝类Smad基因在天然免疫系统中的作用提供重要参考。     

栉孔扇贝LTR逆转录转座子的基因组分布特征及时空表达模式分析

长末端重复序列(LTR)逆转录转座子在真核生物中是普遍存在的,通过"复制-黏贴"的方式插入到基因组的其它位置,影响基因的活性及基因组的结构。DNA测序技术的快速发展为分子生物学研究提供了大量的组学资源,也为全基因组水平逆转录转座子的系统分析提供了数据支持。本研究基于已发表的栉孔扇贝(Chlamys farreri)基因组信息,系统分析了栉孔扇贝LTR逆转录转座子的基因组分布特征及在胚胎发育各个时期和成体各个组织的表达模式。研究发现栉孔扇贝LTR总长度与染色体长度呈正相关关系,而LTR密度(每Mb染色体上的LTR拷贝数)与染色体长度呈负相关关系;Gypsy、Ngaro和DIRS是栉孔扇贝基因组中数量最多、总长度最长的三类LTR亚家族,且主要分布在基因间区;相比于其它种类的LTR,Gypsy和Ngaro在胚胎发育各个时期和各个成体组织/器官中具有显著的表达优势,而且在胚胎发育过程中呈现动态表达模式,其中表达量的峰值和低谷分别出现在担轮幼虫时期和壳顶幼虫时期;Gypsy和Ngaro在大部分组织/器官中占据表达优势,唯一例外的组织是肝胰腺,其表达量最高的LTR类型为ERV1。本研究对栉孔扇贝逆转录转座子基因组分布特征及时空表达模式的系统分析为进一步理解转座子的功能以及对基因组进化的作用提供了重要线索。     

扇贝科染色体研究进展

扇贝科(Pectinidae)有300多个现存种,是双壳贝类中重要的一支,广泛分布于世界的各大洋中,并且具有重要的经济价值[1]。栉孔扇贝(Chlamys far-reri)、海湾扇贝(Argopecten irradians irradians)、虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)、华贵栉孔扇贝(Mimachlamys nobilis)是我国主要的扇贝养殖种类,养殖年产量达120万t多,居世界首位。随着近年来扇贝养殖业的快速发展,其遗传育种研究取得显著成果,细胞遗传学是遗传育种研究的基础,也是开展遗传育种工作的重要理论依据。扇贝的细胞遗传学研究主要涉及核型分析、染色体鉴别、细胞遗传学图构建以及染色体结构和功能分析。由于扇贝染色体数目多,形态接近,很难从形态上区分不同的染色体,这在较长一段时期内,阻碍着细胞遗传学研究的深入开展。到目前为止,国内外已有核型报道的扇贝仅有14种,开展了带型研究的扇贝有8种,近年来荧光原位杂交技术在扇贝细胞遗传学中的应用,加快了扇贝染色体的研究进程,包括在扇贝染色体进化、细胞遗传学图构建、功能基因定位等方面均取得了突破性进展[2-27]。本文总结近年来扇贝染色体研究的相关文献,对扇贝染色体研究方面近年来取得的成果进行综述,并对将来的应用前景作一展望。     

栉孔扇贝foxl2基因在卵子发生中的必要性

采用RNAi技术研究了栉孔扇贝(Chlamysfarreri)foxl2基因在卵子发生和卵巢功能维持中的作用。使用体外合成的栉孔扇贝foxl2双链RNA(dsRNA),以每只50μg/次的剂量注射进闭壳肌中,连续注射2次(第一次注射后7天,再进行第二次注射);以注射相同体积PBS(相同注射方法)的扇贝作为阴性对照组,以不注射扇贝作为空白对照组。qRT-PCR检测干扰组扇贝卵巢中的foxl2 mRNA表达量较空白对照组下降了62%, Western blotting检测该蛋白在卵巢中的含量也明显下降,显示靶基因的表达水平被有效地敲降。组织学观察发现,栉孔扇贝foxl2干扰后的卵巢中卵母细胞形态异常、细胞核固缩,卵子发生明显受阻。表明该基因在栉孔扇贝卵子发生中起重要作用。     

栉孔扇贝精巢组织细胞的体外培养及特征分析

本研究建立了一个栉孔扇贝精巢组织细胞的原代培养体系,鉴定了原代细胞的功能基因表达特征。结果显示,原代培养体系中的精巢细胞以圆形细胞为主,直径为4~11μm,其在体外已存活9个月以上。使用栉孔扇贝vasa基因(生殖细胞标记基因)的地高辛RNA探针和原位杂交技术检测,约98%的原代细胞呈阳性。利用免疫组化技术鉴定了栉孔扇贝SCP3、KLF4、PIWI、C-MYC、SOX9和SOX17在这些细胞中的表达特征,发现这些靶蛋白在精巢原代细胞中的表达特征与栉孔扇贝精巢中的细胞定位基本一致。上述结果表明,本实验所获得的原代细胞以生殖细胞为主,它们保留了栉孔扇贝雄性生殖细胞原有的基因表达特征,可以用于贝类精子发生和性别相关的功能基因研究。     

栉孔扇贝大量死亡的流行病学调查研究

2001~2003年,对养殖的栉孔扇贝进行了较系统地流行病学调查研究.以栉孔扇贝养殖集中海区长岛县亚美扇贝养殖场为定点调查和样品采集点.调查内容主要包括栉孔扇贝各养殖期的死亡率和可疑病原生物检测,同时对pH、溶解氧、温度、盐度等环境理化因子进行连续监测.调查结果显示:栉孔扇贝在养殖初期幼贝阶段死亡率较低,随后死亡率逐渐升高,至8月24日月死亡率达最高点71%.9月份以后死亡率开始下降.至10月份累积死亡率达90%以上.对环境理化因子的调查显示,pH、溶解氧、盐度的变化幅度不大,与扇贝死亡率无明显相关性;温度变化与死亡率似有一定的相关性,即高温(月平均23℃以上)可能是养殖栉孔扇贝重要的环境胁迫因子.通过对可疑致病性生物因子的调查研究及病理学观察表明,栉孔扇贝在养殖过程中可感染多种微生物,其中原核微生物类立克次体(RLO)在养殖过程各生长阶段均可检出,其感染率和感染强度与扇贝死亡率呈现一致的趋势.在病原病理检测中,发现RLO的大量感染与组织细胞严重病理损伤密切相关.在病原生物检测过程中,除RLO以外还发现有类枝原体原核生物(MLO)和类病毒(VLP)寄生.RLO的人工感染实验结果说明RLO是栉孔扇贝重要的病原菌.结合感染率和死亡率、感染强度和组织病理学的相关性以及感染实验的结果分析,认为类立克次体(RLO)可能是栉孔扇贝养殖过程中大量死亡的主要致病因子.     

栉孔扇贝(Chlamys farreri)与华贵栉孔扇贝(C.nobilis)远缘杂交子代的胚胎发生及幼虫生长发育的初步研究

采用单一自由度独立比较的方法,研究了两个栉-华杂交组合HCH(栉孔扇贝长岛群体×华贵栉孔扇贝)和HJH(栉孔扇贝胶南群体×华贵栉孔扇贝)以及栉孔扇贝种内交配组合ZZ的胚胎发生及幼虫生长发育过程。结果表明,栉孔扇贝和华贵栉孔扇贝的种间杂交F1在生长和发育的两个环节上是不一致的,在涉及器官及其功能形成的发育环节上,杂交表现负效应;而在涉及形态变化和增大的生长环节上,杂交表现正效应,存在杂种优势现象。两个杂交组合中,HJH综合效果较好,授精22h平均孵化率达到95.8%,与ZZ基本接近;30日龄平均变态率达61.5%,明显好于组合HCH的42.0%;8日龄幼虫平均大小达143.4μm×123.2μm,表现出更强的生长优势。这些结果为全面评价栉孔扇贝与华贵栉孔扇贝杂交体系应用价值和选配优良杂交组合提供了理论依据。     

栉孔扇贝骨形态发生蛋白Ⅰ型受体基因的克隆及表达分析

首次在栉孔扇贝(Chlamys farreri)中克隆了骨形态发生蛋白I型受体(Bone morphogenetic protein type Ⅰ receptor,cfBMPR1)基因cDNA全长序列,该基因开放阅读框长1560bp,编码为519个氨基酸。实时荧光定量反转录PCR(real-time qRT-PCR)分析结果显示,cfBMPR1基因在栉孔扇贝受精卵、4细胞期、囊胚、原肠胚、担轮幼虫期、D型幼虫期和壳顶幼虫期等发育时期均有表达,其中胚胎时期表达量高于幼虫期,提示该基因在扇贝早期发育及幼虫形态形成过程中的重要作用;在成体组织,包括外套膜、鳃、性腺、肾、横纹肌和消化腺中也均检测到了cfBMPR1的表达,其中以性腺和横纹肌中表达量最高,暗示其参与了扇贝包括繁殖和肌肉生长发育等在内的多种生物学过程。研究结果为进一步研究TGF-β信号通路在扇贝生长发育中的功能提供了基础数据。     

栉孔扇贝、虾夷扇贝及其杂交子代线粒体COI和Cytb基因遗传多样性分析

为了解栉孔扇贝(Chlamys farreri)、虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)及其杂交子代(F1)的种群遗传多样性和遗传结构,对3个群体的线粒体COI和Cytb基因的部分序列进行了扩增和分析。经比对分别获得781bp和725bp核苷酸片段,74个样本共检测到47个单倍型;F1群体的单倍型数、单倍型多样性指数、核苷酸多样性及平均核苷酸差异数都是最高的,而双亲的较低;F1和栉孔扇贝间的遗传距离最小,其次为栉孔扇贝和虾夷扇贝群体之间,F1和虾夷扇贝群体之间的遗传距离最大;F1和栉孔扇贝之间的遗传分化系数较小而两者间的基因流比较大,F1和栉孔扇贝与虾夷扇贝之间的遗传分化系数较大而基因流较小,说明栉孔扇贝和虾夷扇贝群体群体很早就发生了遗传分化;采用UPGMA法和简化的中介网络法构建的系统树表明,3个群体的所有个体被分为2个族群,栉孔扇贝和F1交叉聚为一类,虾夷扇贝独自聚为一类,2个分支间没有交叉;使用特异性引物分别对3个群体进行PCR扩增检验,结果栉孔扇贝的特异引物能在杂交子代中扩增,而虾夷扇贝的特异引物不能在子代中扩增出条带,说明栉孔扇贝和虾夷扇贝杂交,其子代的线粒体遗传模式为严格的母系遗传。本研究结果表明杂种优势的形成与线粒体遗传多样性的变化有关。     

中国栉孔扇贝养殖和育种的回顾与展望

栉孔扇贝作为一种双壳贝类，其营养和经济价值较高，在中国海水养殖业中占有重要地位。自20世纪50年代开始，栉孔扇贝养殖产业先后经历了自然采苗、半人工采苗、人工育苗、提纯复壮和新品种培育等过程，逐渐成为中国北方主要的浅海浮筏养殖品种。本文综述了中国栉孔扇贝养殖产业的发展历程，简要总结其养殖和育种过程中存在的问题，并对其今后的发展进行展望。     

海州湾前三岛海域栉孔扇贝(Chlamys farreri)生长特征与养殖容量的评估

2007年7月—2008年6月,在海州湾前三岛附近海域进行了栉孔扇贝深水筏式养殖实验。周年监测了海区的环境因子和栉孔扇贝的生长情况,并利用生物沉积法,现场研究了各生长时期扇贝的滤食作用。结果表明,该海区养殖栉孔扇贝在当年秋、冬季和次年春季生长迅速,夏季生长相对缓慢,周年平均软组织生长速度为11.29mg/d,平均干贝壳生长速度为48.84mg/d,扇贝能够于次年年初达到商品规格(6cm)。不同时期栉孔扇贝滤水率之间差异显著,在扇贝规格相似的情况下,滤水率随水温升高而升高;而水温相近的情况下,滤水率随扇贝规格增大而增加。利用改进的Incze等(1981)的养殖容量模型,评估了该海区养殖容量,结果表明在现有养殖模式下,2007年7、9、11、12月以及2008年3、6月,沿着海流方向适养区域长度分别为4.0、4.6、4.7、5.1、4.5和3.2km,平均为4.35km;垂直于海流方向单位宽度(100m)的海区可以支持的扇贝湿重随着扇贝的生长逐渐增加,到2008年3月份达到最高(16.73t),随后开始下降。     

栉孔扇贝对无机砷的富集与排出特征研究

以栉孔扇贝(Chlamys,farreri)为试验生物,应用生物富集双箱动力学模型,研究了暴露在不同质量浓度的As<'3+>溶液中,栉孔扇贝对无机砷的耐受性;通过对富集与排出过程中栉孔扇贝体内无机砷含量的动态监测及对检测结果的非线性拟合,得出栉孔扇贝富集无机砷的吸收速率常数(k<,1>)、排出速率常数(k<,2>)、生...     

日本蟳捕食栉孔扇贝机制的初步研究

在现场和室内条件下研究了日本蟳(Charybdis japonica)对栉孔扇贝(Chlamys farreri)的捕食机制。现场实验表明,成年日本蟳可以捕食壳高小于5.0 cm的栉孔扇贝,其捕食强度随着水温的升高而增大,而壳高大于5.9 cm的栉孔扇贝则可以免遭日本蟳的捕食;相对于栉孔扇贝,日本蟳更倾向于捕食贻贝;室内实验表明水温低于10℃时,日本蟳对大规格扇贝的捕食作用不明显。相同温度条件下,室内实验日本蟳的捕食强度要低于现场,但其温度系数(Q10)差别不大。在上述实验基础上,本文提出了提高底播栉孔扇贝成活率的方法,即选择大规格的扇贝在水温较低的秋、冬季进行底播,同时添加一部分贻贝作为牺牲诱饵以减少日本蟳对扇贝的捕食。     

栉孔扇贝BI-1基因的克隆与表达分析

本研究采用RT-PCR和RACE技术首次获得了栉孔扇贝(Chlamys farreri)BI-1基因(Cf BI-1)c DNA全长序列,长度957bp,5′和3′非编码区长度分别为48bp和195bp,开放阅读框为714bp,预测编码一个含有237个氨基酸的蛋白质,分子量为27k Da;结构预测显示,Cf BI-1蛋白包含6个跨膜结构域。同源和分子进化聚类分析显示,Cf BI-1蛋白序列与其他一些物种中的BI-1蛋白序列相似性很高,表明BI-1具有很高的保守性。通过荧光定量PCR的方法检测了Cf BI-1 m RNA在栉孔扇贝正常组织中和在干露、脂多糖以及扇贝急性病毒性坏死症病毒刺激之后的表达水平的变化。结果表明,Cf BI-1在栉孔扇贝各组织中广泛分布,其中闭壳肌中的表达量最高,血淋巴中的表达量最低。在干露和病毒刺激以后,Cf BI-1基因表达水平较对照组都有显著上调(P0.05),表明Cf BI-1基因可能参与了干露刺激和急性病毒性坏死症病毒感染后的细胞应激响应及其诱导的细胞凋亡过程。综合上述分析,我们认为Cf BI-1基因在栉孔扇贝细胞凋亡调控过程中可能起到重要作用,可为栉孔扇贝凋亡相关基础研究提供参考。     

法螺(Chanoria tritonis)染色体核型分析

法螺(Chanoria tritonis)是珊瑚敌害生物长棘海星的天敌,在维持珊瑚礁生态系统平衡中具有重要作用。近年来由于人类过量捕杀,法螺数量急剧减少,开展法螺的人工繁育工作迫在眉睫。染色体研究是遗传育种工作的基础。目前,有关法螺的染色体研究在世界范围内尚属空白。本实验以法螺面盘幼虫为材料,采用秋水仙素溶液及低渗溶液处理,热滴片法制片,对染色体进行Giemsa染色来研究法螺的核型。结果表明,法螺染色体二倍体数2n=70,核型为2n=32m+18sm+20st,NF=120。部分分裂相中出现2条异形染色体,是否为性染色体还有待确认。染色体组中第2对和第16对中部着丝粒染色体上具有次缢痕。对我国已进行过染色体核型研究的腹足纲贝类进行统计表明,法螺是目前已知的染色体数目最多的物种。     

栉孔扇贝(Chlamys farreri)过氧化物酶体增殖物激活受体基因的鉴定与表达分析

过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome-proliferator-activated receptors,PPARs)是核激素受体超家族成员,在脂肪代谢过程中发挥重要的调控作用,目前贝类过氧化物酶体增殖物激活受体仍未见报道。本文利用已发表的栉孔扇贝(Chlamys farreri)基因组和转录组,获得其PPAR基因,命名为CfPPAR-like,基因开放阅读框全长1572 bp,编码486个氨基酸,预测蛋白质分子量MW为54305.3 Da,等电点pI为8.3,二、三级结构以转角和卷曲为主,无信号肽和跨膜区域,属于胞内蛋白。与脊椎动物PPARs蛋白序列比对表明CfPPAR-like包含DBD和LDB结构域,其中DBD区域保守性较高,而LBD的保守性较低。进化分析显示,栉孔扇贝等软体动物的PPARs聚为单独一支,仿刺参等棘皮动物的PPARs聚为单独一支,果蝇和线虫的PPARs基因同源物在进化树的最外端,脊椎动物的三种PPARs亚型分别聚类后,再与无脊椎动物PPARs聚类,结果支持核激素受体超家族在脊椎动物进化早期出现了各亚型这一假说。CfPPAR-like在幼虫发育过程中呈现普遍性表达,暗示其参与扇贝幼虫早期的分裂,贝壳的形成以及幼贝的变态过程;在成体各组织中,CfPPAR-like在栉孔扇贝的性腺、肾脏以及消化腺中表达量较高,表明其参与扇贝性腺分化、脂肪代谢等过程的调控。研究结果对于揭示贝类脂质代谢调控机制以及优良扇贝品种的培育具有重要意义。     

浙江近岸海域贝类中重金属和贝毒污染状况研究

在浙江近岸海域采集了青蛤(Cyclina sinensis)、毛蚶(Scapharca subcrenata)、厚壳贻贝(Mytilus coruscus)、缢蛏(Sinonovacula constricta)、泥螺(Bullacta exarata)、菲律宾蛤仔(Ruditapes philippi-narum)、文蛤(Meretrix meretrix)、僧帽牡蛎(Ostrea cucullata)和栉孔扇贝(Chlamys farreri)共9种贝类计29份样品,检测其中重金属汞、砷、铜、铅、锌、镉以及麻痹性贝毒和腹泻性贝毒.结果表明,瑞安毛蚶、瑞安栉孔扇贝中有麻痹性贝类毒素检出,嵊泗文蛤、毛蚶和乐清牡蛎中存在重金属超标的情况;牡蛎对汞、铜、锌、镉有较强的富集能力.