日本鼓虾与鲜明鼓虾线粒体基因组全序列的分析比较

首先通过基因组DNA的提取、通用引物PCR扩增和长PCR扩增,从而获得日本鼓虾(Alpheus japonicus)的线粒体DNA;应用鸟枪法和引物步移法测序,获得了日本鼓虾的线粒体基因组全序列。结合GenBank线粒体基因组数据库中鲜明鼓虾(A.distinguendus)的线粒体基因组,比较分析了鼓虾线粒体基因组的基本特征、基因排列、蛋白质编码基因、选择压力和差异位点等。研究结果表明,在日本鼓虾线粒体基因组中共存在9对基因的重叠。日本鼓虾线粒体基因组全长16 487 bp,较鲜明鼓虾线粒体基因组(15 700 bp)长,主要是由于最大非编码区的长度存在差异。日本鼓虾与鲜明鼓虾线粒体基因组均编码37个基因,且37个基因的基因排列完全一致;与泛甲壳动物线粒体基因组的原始排列相比,仅出现1个转运RNA基因(trnE)的易位和倒位。2个鼓虾线粒体基因组蛋白质编码基因的起始密码子和终止密码子存在差异。除了cob基因外,其余12个蛋白质编码基因所编码氨基酸的数目均完全相同。鼓虾线粒体基因组13个线粒体蛋白质编码基因的Ka/Ks比值都远远低于1,显示出较强的负选择。在15个主编码基因中,nad5基因的变异位点数最多,其次是nad4基因和lrRNA基因。因此,nad5,nad4和lrRNA基因可以作为备选的分子标记,用于分析鼓虾不同物种和群体之间的生物多样性。     

白额纵沟纽虫(Lineus alborostratus Takakura)的线粒体基因组

通过PCR扩增、测序获得白额纵沟纽虫线粒体基因组全序列并进行了生物信息学分析.白额纵沟纽虫线粒体基因组全长15 476bp,包含后生动物线粒体基因组典型的13个蛋白质编码基因、22个转运RNA基因、2个核糖体RNA基因和1个747bp的非编码区.除tRNA-Thr和tRNA-Pro基因外,其他基因均编码在重链上.基因组碱基组成具有AT偏向性,蛋白质编码基因偏好使用富含T的密码子.蛋白质编码基因的起始密码子均为ATG,终止密码子多为TAA或TAG,nad1、nad2、cytb基因具有不完全终止密码子T.预测的22个tRNA均具有典型三叶草结构.非编码区未发现在其他纽虫所报道的特殊茎环结构,但在nad4基因上发现有37 bp的发卡结构.白额纵沟纽虫的基因排列、起始密码子、tRNA反密码子与Lineus viridis完全一致,两者rrnL和非编码区长度差别较大,前者具有较少核苷酸插入.     

中心法则

海洋生物同其他陆地生物一样,基因不仅是遗传单位,而且也是功能单位,它必须把决定生物体的信息展现出来。遗传信息的展现是由DNA通过转录产生mRNA,携带有DNA信息的mRNA,再通过核蛋白体指导蛋白质的合成。核蛋白体“阅读”mRNA上的蛋白质的密码,另一种转移RNA(tRNA)携带氨基酸,根据tRNA上的反密码子来识别mRNA上的氨     

大竹蛏和长竹蛏线粒体基因组的比较研究

大竹蛏(Solen grandis)和长竹蛏(Solen strictus)是2种重要的经济贝类。对大竹蛏和长竹蛏的线粒体全基因组进行比较分析。结果表明,2种竹蛏的线粒体基因组具有相似的组成结构、AT含量、基因大小和相同的基因排列顺序,然而两者的蛋白质编码基因的序列以及起始、终止密码子存在较大差异。非同义替换率与同义替换率的比值(Ka/Ks)显示,蛋白质编码基因cox1,cox2和cox3承受较强的选择压力,而nad2,nad3和nad6则承受较小的选择压力。2种竹蛏最长非编码区序列并不保守,但都含有发卡结构和(TA)12微卫星序列。长竹蛏最长非编码区中还存在另外一段串联重复序列。结果显示,2种竹蛏线粒体基因组存在明显差异,线粒体基因组可以做为区分大竹蛏和长竹蛏的重要分子标记。     

漳州西施舌线粒体基因组全序列:腔蛤蜊属存在新种的证据

利用长PCR扩增漳州西施舌线粒体DNA(ZZ-mtDNA),用引物步移法测序,获得线粒体基因组DNA全序列,研究其基因组特点。结合双壳类49个物种线粒体全基因组,分析基因间核苷酸和蛋白质氨基酸序列的差异,构建系统进化树,探讨漳州西施舌系统演化地位。研究结果表明:漳州西施舌线粒体基因组DNA全长17 199 bp,A+T含量为64.2%,编码36个基因,其中12个蛋白质编码基因,22个转运RNA基因(tRNAs),2个核糖体RNA基因(lrRNA 和srRNA),全部基因均位于重链上,tRNASer为单拷贝,tRNAMet为双拷贝;非编码区占10.9%(1 882 bp/17 199 bp),其中,主非编码区为882 bp,与RZ-mtDNA主非编码区差异明显,另有一个较大(400 bp)的非编码区为漳州西施舌特异性非编码区;以双壳纲帘蛤目文蛤属3种贝类、贻贝目贻贝属4种贝类、珍珠贝目牡蛎科的6种贝类为参照,对编码基因的核苷酸序列和蛋白质氨基酸序列进行差异分析显示,漳州西施舌与日照西施舌达到了种间差异水平。线粒体基因组编码的基因、tRNA组成、非编码区均揭示漳州西施舌是腔蛤蜊属的一个新种。     

狄氏斧蛤(Donax dysoni)线粒体全基因组测定及结构特征分析

为解析狄氏斧蛤(Donax dysoni)线粒体全基因组结构特征以及进化地位,采用二代高通量测序技术获得狄氏斧蛤线粒体基因组全序列,对线粒体基因进行注释并对其序列结构进行分析。结果表明,狄氏斧蛤的线粒体全基因组序列全长为16 908 bp,碱基组成为A (26.81%)、T (41.13%)、G(21.21%)和C (10.85%),A+T含量为67.94%,表现出明显的AT偏向。与其他双壳贝类相似,狄氏斧蛤共编码13个蛋白质编码基因,包含22个t RNA和2个r RNA,且所有基因均位于H链;蛋白质编码基因拥有3种起始密码子(ATG、ATT、ATA),而除了ND3、ND4以及ATP6使用TAG作为终止密码子外,其余所有蛋白质编码基因都使用TAA作为终止密码子。除t RNASer不能折叠成典型的三叶草结构,没有明显的DHU茎环,其余t RNA都能折叠成典型的三叶草结构。狄氏斧蛤与斧蛤科(Donacidae)其他物种具有相同的基因排列,未发现基因重排现象。基于线粒体12个蛋白质编码基因构建62种贝类的进化树,结果显示:Donax semiestriatus和Donax vittatus聚...     

青蛤(Cyclina sinensis)金属硫蛋白及硫氧还蛋白基因的克隆与表达分析

利用构建的cDNA文库及高通量测序方法,获得金属硫蛋白及硫氧还蛋白基因全长。结果表明,青蛤金属硫蛋白和硫氧还蛋白的cDNA全长分别为776bp和804bp,金属硫蛋白基因编码74个氨基酸,包含7个CXC特征结构;硫氧还蛋白基因编码165氨基酸,包含5个氨基酸构成的活性中心。采用实时定量PCR方法分析了两种基因在Cd2+胁迫下的表达变化,结果显示,金属硫蛋白基因在Cd2+胁迫下6—12hmRNA表达量急剧上升,与对照组有显著性差异(P<0.01)。硫氧还蛋白基因在Cd2+胁迫下mRNA在6h明显升高,在6—24h与对照组出现显著性差异(P<0.05)。说明Cd2+能够诱导青蛤金属硫蛋白和硫氧还蛋白基因表达的时序性升高,二者的转录过程反映了贝类抵御重金属胁迫的分子调控过程。     

文昌鱼精巢高分子量DNA某些理化性质的初步研究

从分子生物学研究的成果知道,DNA和蛋白质都是很重要的遗传物质。DNA分子中所含的遗传信息,决定了蛋白质的种类,即其分子中的核苷酸序列是以密码方式控制蛋白质分子中的氨基酸排列次序。DNA所含的基因不同,所产生的蛋白质种类便不一样,于是个体发育的方向也就不同。生物在进化过程中的演变,是由DNA自发改变开始的。随着生物由低级演化到高级和差异性地增加,其DNA分子为蛋白质编码的基因越来越歧化,物种间的差异也越来越大。     

棘皮动物线粒体基因组的基因重排、分子标记及系统发生分析

棘皮动物(echinoderms)是海洋生境中所特有的无脊椎动物重要类群,本文全面比较分析了棘皮动物29个物种的线粒体全基因组。线粒体基因组主编码基因的分析结果显示,海胆纲Echinoidea和海参纲Holothuroidea物种的基因排列完全相同;海星纲Asteroidea物种之间的基因排列也完全相同,然而与海胆纲、海参纲相比,存在一个长片段的倒位。海百合纲Crinoidea的栉羽星Phanogenia gracilis和花形羽枝Florometra serratissima主编码基因的基因排列完全相同,地中海海羊齿和海百合Neogymnocrinus richeri与此相比,均存在一个蛋白质编码基因(nad4L)的易位。蛇尾纲Ophiuroidea真蛇尾目Ophiurida的3个科(阳遂足科Amphiuridae、辐蛇尾科Ophiactidae和栉蛇尾科Ophiocomidae)主编码基因的基因排列完全相同,而同属于真蛇尾目,另外一个科(真蛇尾科Ophiuridae)的白色真蛇尾Ophiura albida和灰色真蛇尾Ophiura lutkeni,与同目的前3个科相比,存在3个蛋白质编码基因(nad1、nad2和cob)的倒位。蛇尾纲蔓蛇尾目Euryalida的海盘Astrospartus mediterraneus,与真蛇尾目5个线粒体基因组相比,存在主编码基因的重排。棘皮动物线粒体单基因的变异位点特征显示,nad5、nad4和nad2基因是理想的分子标记基因。基于29个线粒体基因组的氨基酸序列,通过两种方法(邻接法和最大似然法)所构建系统发生树的拓扑结构完全一致。支持其下分的5个纲(蛇尾纲、海参纲、海胆纲、海星纲和海百合纲)均为单系群。线粒体基因组的数据支持棘皮动物动物在纲层次的亲缘关系为:(((海胆纲+海星纲)+海参纲)+蛇尾纲)+海百合纲,海百合纲作为棘皮动物中最为古老的类群,位于系统发生树的根部。基于线粒体基因组构建的系统发生树,支持所有的科均为单系群;综合系统发生树及主编码基因的基因重排分析,均支持真蛇尾目并非单系发生,真蛇尾目的有效性还值得今后深入研究。     

中国明对虾T7噬菌体展示文库的构建与免疫相关基因的淘选

利用淘选噬菌体展示文库的方法,获取中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)的免疫相关基因.首先用中国明对虾的血细胞mRNA构建了其T7噬菌体展示文库,文库滴度达到1.1×1011pfu/cm3,然后用不同的配体(脂多糖/几丁质/不同的细菌)进行文库淘选.淘选3轮后随机挑取数个噬菌斑,用T7 select 10-3b载体引物扩增插入片段,将不同长度的片段克隆入pMD 18-T载体后进行测序.把基因序列在GenBank数据库进行BLAST搜索比对,同时在ExPASy进行编码蛋白质的结构和性质的预测.经不同配体淘选,获得了16个基因片段,其中围食膜蛋白、蛋白质精氨酸N端转甲基酶、血小板反应素、RNA结合蛋白、核自身免疫精蛋白等基因,首次在中国明对虾中发现.     

Cloning of a chub metallothionein cDNA and development of competitive RT-PCR of chub metallothionein mRNA as a potential biomarker of heavy metal exposure

Metallothionein has been assayed in a range of aquatic animal tissues as an indicator of metal exposure. We sequenced chub (Leuciscus cephalus) metallothionein cDNA which showed over 90% homology to common carp, goldfish and stone loach and 77% homology to rainbow trout sequences for metallothionein. We then used the extended primer method to develop an accurate quantitative competitive RT-PCR assay for metallothionein mRNA. RT-PCR was used to measure metallothionein mRNA in feral chub from a range of field sites, with different levels of heavy metal pollution, in the West Midlands, UK. Measurements were complemented by analysis of liver and gill metallothionein protein by capillary electrophoresis. There was no significant difference in the metallothionein protein levels between fish of different rivers and there was no evidence of elevation of mRNA at the sites of highest metal exposure. The level of metal exposure (e.g. zinc, nickel and cadmium each ranging between 15 and 28 microg/l ) at the pH (7.5-8.5) of these rivers appears insufficient to elevate hepatic or gill metallothionein in chub. A lack of elevation of hepatic metallothionein mRNA in chub exposed to zinc, copper and manganese for 24 h and 10 days in the laboratory also suggests a non-responsiveness of this species.     

Regulation of hepatic glutathione S-transferase expression in flounder

The major glutathione S-transferase isoform of flounder liver, an antigenically related structural homologue of plaice GST-A, also displays mRNA homology. A 901bp cRNA probe for plaice GST-A cross-hybridised to a 1100bp flounder mRNA on northern blot analysis. The plaice antibody and cRNA probes were used to study effects of inducer treatment on GST-A expression in flounder liver. Six days after PAH treatment (3-methylcholanthrene) total hepatic GST activity was halved, levels of GST-A were 80% and GST-A mRNA levels were 25% of controls. A commercial PCB mixture (Aroclor 1254^TM) had little effect on total GST or GST-A levels despite halving GST-A mRNA levels. An epoxide, trans-stilbene oxide induced total GST activity 1·4 fold and GST-A protein levels 1·8-fold and its mRNA levels 3-fold. This reduced expression of the major flounder hepatic GST by agents which induce cytochrome P4501A1 may modulate cytoxicity of environmental pollutants in this species.     

脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)ferritin 基因克隆及表达分析

采用RT-PCR及RACE技术获得了总长度为755bp的脊尾白虾ferritin基因cDNA序列。该基因序列5’和3’的非编码区分别为112bp和146bp,开放阅读框497bp,推测编码169个氨基酸,预测蛋白分子量19.1kDa,等电点5.46,该基因命名为Ecfer基因。利用Neighbor-joining法构建系统进化树分析结果表明,Ecfer基因氨基酸序列与无脊椎动物中的甲壳动物聚为一支(同源性为64%—67%)。此外,Ecfer基因氨基酸序列与脊椎动物铁蛋白H链同源性为53%—57%。采用荧光定量RT-PCR研究Ecfer基因在组织中以及经WSSV刺激后血淋巴、肝胰腺中的表达变化情况。研究结果表明,Ecfer在肝胰腺、卵巢、肌肉、鳃和血淋巴中均有分布。注射WSSV后3h和6h,肝胰腺和血淋巴Ecfer基因表达较对照组均显著上调(P<0.05),并具有显著的时间差异性。说明Ecfer基因可能参与了脊尾白虾抵抗WSSV入侵的免疫反应。     

雄性半滑舌鳎雄激素受体基因的克隆与表达分析

利用RT-PCR方法从半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)中克隆了雄激素受体(Androgen receptor,AR)基因cDNA的部分序列(434 bp),经BLAST比对与狼鲈(Dicentrarchus labrax)、花溪(Kryptolebias marmoratus)、三斑海猪鱼(Halichoeres trimaculatus)和三刺鱼(Gasterosteus aculeatus)的雄激素受体同源性分别为84%,82%,82%和81%.组织表达分析表明,AR基因在半滑舌鳎的性腺、肝、胃、脾、肾、头肾、肠、鳃、心、脑和肌肉这11种组织中均有表达,表达量有所差异.肾中表达量最丰富,鳃中最少.根据其他硬骨鱼类表达模式,推测半滑舌鳎可能只含有1种AR.     

银鲳(Pampus argenteus)胰岛素样生长因子-I基因的克隆和表达分析

胰岛素样生长因子-I(Insulin-like growth factor-I,IGF-I)是影响脊椎动物生长、发育及代谢的重要调控因子。本研究采用RT-PCR和RACE技术,克隆了银鲳(Pampus argenteus)肝脏IGF-IcDNA序列,应用半定量RT-PCR、Real-time q PCR和原位杂交的方法检测了IGF-I的组织表达特性、在肝脏中的生长表达特性和IGF-I基因在肝脏中的定位。序列分析表明,IGF-I cDNA序列全长836bp,其5′非编码区128bp、3′非编码区92bp,开放阅读框(open reading frame,ORF)605bp,由此推导IGF-I前体蛋白由201个氨基酸组成;前体肽由信号肽、成熟肽、E肽三部分组成,其中信号肽59个氨基酸,成熟肽68个氨基酸,E肽74个氨基酸;成熟肽由B、C、A、D四个区域组成,E肽分析表明,银鲳IGF-I属Ea-4型。同源性比较结果表明,银鲳与同目鲈形目鱼类的IGF-I编码序列同源性较高,为83.52%—91.40%;与哺乳类、鸟类和爬行类的同源性较低。半定量RT-PCR和Real-time q PCR组织特异性表达结果显示,IGF-I m RNA在肝脏组织中的表达量最高,显著高于其它组织,肾脏、心脏、肌肉、脑、鳃、小肠、卵巢次之,嗅球、脾脏和胃中表达较低;半定量RT-PCR和Real-time q PCR不同生长阶段表达结果显示,IGF-I m RNA在30—50g肝脏组织中表达量最高(P0.05);IGF-I m RNA在肝脏中的原位杂交定位结果显示,在肝脏细胞中均有表达,阳性信号主要位于细胞质中,靠近细胞边缘处信号较强。     

凡纳滨对虾CTSL基因PCR-SSCP多态性与生长 性状的关联分析及其mRNA的差异表达

利用PCR-SSCP技术对379尾凡纳滨对虾组织蛋白酶Cathepsin L（CTSL）基因多态性进行检测,采用最小二乘法对多态性与生长性状的相关性进行分析;利用Real-time quantitative PCR检测CTSL基因mRNA的差异表达情况。结果表明:引物C6 （F/R）扩增片段具有多态性,其扩增产物具有CC、CT和TT 3种基因型,TT基因型与CC基因型相比在第6外显子92 bp处发生了C→T的突变,为沉默突变。最小二乘法分析结果表明,在体重、体长、第一腹节长和尾节长这4个指标上CC和CT基因型显著高于突变型TT（p<0.05）,而在头胸甲长和头胸甲宽2个指标上,CC基因型显著高于CT和TT基因型（p<0.05）。CTSL基因mRNA在凡纳滨对虾各组织、不同性别个体肌肉组织、极端体重个体肌肉组织中相对表达量大小顺序分别为:肝胰脏>胃>眼柄>心脏>消化腺;雌虾>雄虾;极大个体>极小个体。结论:CTSL基因多态性对凡纳滨对虾生长性状有显著影响,可以作为影响该虾生长性状的候选基因,为该虾的选育提供分子遗传标记;CTSL基因mRNA的分布情况表明此基因可能正向调控对虾生长。     

Assessment of potential biomarkers, metallothionein and vitellogenin mRNA expressions in various chemically exposed benthic Chironomus riparius larvae

The objective of this study was conducted to identify the possibility of using Chironomus metallothionein (MT) and vitellogenin (VTG) as biomarkers of stress caused by endocrinedisrupting chemicals (EDCs), heavy metals, herbicides and veterinary antibiotics. We characterized the MT and VTG cDNA in Chironomus riparius and evaluated their mRNA expression profiles following exposure to different environmental pollutants. The gene expression analysis showed that the MT mRNA levels increased significantly after long-term exposure to cadmium (Cd), copper (Cu), Lead (Pb), di(2-ethylhexyl) phthalate (DEHP), and 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D). Moreover, the VTG mRNA expression increased significantly in C. riparius larvae exposed to BPA, NP, DEHP, Cd, 2,4-D and fenbendazole. Evaluation of the long-term effects of environmental pollutants revealed up regulation of Chironomus MT mRNA in response to DEHP exposure among EDCs, and the level of the VTG mRNA was increased significantly following treatment with Cd and herbicide 2,4-D at all concentrations in a dose-dependent manner. These results indicate that VTG could be used as a potential biomarker of herbicide and Cd as well as EDCs, while MT was a potential biomarker of heavy metals such as Cd, Cu, and Pb in aquatic environments.     

动物专用喹诺酮类药物对嗜水气单胞菌体外抑菌作用的研究

采用琼脂平板扩散法研究了乳酸恩诺杀星、盐酸恩诺沙星、氧氟沙星、盐酸沙拉沙星等11种抗生素对嗜水气单胞菌的体外抑菌作用,测定了抑茵圈大小;采用双倍试管稀释法测得了最小抑菌浓度（MIC）和最小杀菌浓度（MBc）。实验结果表明,盐酸左氧氟沙星、氧氟沙星、盐酸沙拉沙星对嗜水气单胞菌（Aeromonas hydrophila）的...