虾夷扇贝选育群体与野生群体基因组DNA甲基化的MSAP分析

基因组DNA甲基化作为表观遗传学研究的重要手段之一,在水产科学领域得到越来越广泛的应用。为从表观遗传学角度探讨虾夷扇贝选育群体-"玉贝"和普通虾夷扇贝群体的DNA甲基化差异,本文运用甲基化敏感扩增多态性(Methylation-sensitive amplification polymorphism,MSAP)技术分析了两群体的DNA序列中CCGG位点的甲基化情况。结果表明,筛选得到11对引物组合能够在两个群体中得到稳定扩增、清晰且多态性丰富的片段;11对引物在"玉贝"和对照群体中分别共检测到1432和1442个位点,其中发生甲基化的位点分别为306和341个,总甲基化率分别为21.5%和23.65%,"玉贝"总甲基化率下降2.15%;全甲基化位点分别为152和236个,全甲基化率为10.68%和16.37%,"玉贝"全甲基化率下降5.69%;半甲基化位点分别为154和105个,半甲基化率为10.82%和7.28%,"玉贝"半甲基化率上升3.54%;"玉贝"群体的甲基化多态性条带所占比例高于对照群体,分别为31%和29.167%,尤其是B类型条带链,"玉贝"群体明显高于对照群体。这说明,通过对虾夷扇贝生长和耐热性状的累代选育导致了DNA甲基化水平和模式的改变,本研究为进行虾夷扇贝抗逆基因的筛查提供了参考数据,丰富了表观遗传学在扇贝中的研究资料。     

大黄鱼选育群体与普通养殖群体部分免疫指标的比较

以本课题组选育的“闽优1 号”及未经选育的普通大黄鱼(Larimichthys crocea)养殖群体为研究对象, 比较了两者的白细胞吞噬活性、血清溶菌酶活性、杀菌活力、白蛋白及免疫球蛋白含量、血清及血细胞超氧化物歧化酶(SOD)活性等免疫指标的差异。结果表明: 选育的“闽优1 号”大黄鱼血清溶菌酶和血细胞SOD 活力显著高于对照组(P<0.05), 而血清中的免疫球蛋白含量低于普通养殖群体。在病原菌攻毒后8 d 内, 选育群体累积死亡率显著低于非选育群体, 提示非特异性免疫在大黄鱼抗病免疫的早期阶段可能起着重要作用。     

饥饿和复投喂对大黄鱼(Larimichthys crocea)IGF-Ⅰ、mTOR、MyoD和MHC基因表达的影响

为从分子水平研究饥饿对大黄鱼肌肉生长代谢的影响，本实验采用qPCR技术研究了在饥饿胁迫以及复投喂过程中胰岛素样生长因子基因IGF-Ⅰ（insulin-like growth fator-Ⅰ）、雷帕霉素靶蛋白基因mTOR（mammalian target of rapamycin）、成肌分化抗原基因MyoD（myogenic differentiation antigen）和肌球蛋白重链基因MHC（myosin heavy chain）等4个大黄鱼肌肉生长调控相关基因在肝脏、脾脏、脑、心脏、肠、鳃、肌肉和肾8个组织中的表达模式。结果显示：四个基因在正常大黄鱼不同组织间表达存在显著差异；饥饿显著降低IGF-Ⅰ在肝组织中的表达量（P<0.05），在复投喂14d时显著上升，此外在肠和鳃组织中表达量变化显著（P<0.05）；mTOR表达量随着饥饿时间的延长，在脾、心和肾组织中表达量下降，在脑、鳃和肌肉组织中表达量显著升高（P<0.05）；MyoD在饥饿胁迫和恢复投喂期间，在肝脏、鳃和肌肉组织中表达量变化极显著（P<0.01）；饥饿和恢复投喂对MHC在鳃和肌肉中的表达影响显著（P<0.05）。结果提示饥饿可能通过调节这些肌肉生长相关基因的表达来影响肌肉的生长。     

长牡蛎(Crassostrea gigas)野生与选育群体的微卫星遗传多样性分析

为了评估长牡蛎(Crassostrea gigas) 2个壳长性状(掌心形)快速生长选育群体(LY2-K4、LY2-K7)、1个壳高性状(速生型)快速生长选育群体(LY2-K11)和6个野生群体(QHD、LS、HD、ZH、WD、KTD)的遗传多样性和遗传结构, 用21对多态性丰富的微卫星引物对9个长牡蛎群体的269个个体进行了遗传分析。结果显示: 21个微卫星位点共检测出了460个等位基因(N_a),平均等位基因数为21.905; 21个微卫星位点的多态信息含量(PIC)均大于0.5, 具有高度遗传多态性; 选育群体LY2-K11的遗传多样性最低(N_a=13, I=2.128,H_e=0.831, PIC=0.825), 野生群体KTD的遗传多样性最高(N_a=29,I=3.112, H_e=0.941, PIC=0. 938); 189个群体位点组合有66%偏离哈代-温伯格平衡, 表明这些群体存在一定程度的杂合子缺失; 9个群体间的遗传分化指数(F_st)为0.012~0.064, 处于较低的遗传分化水平; AMOVA分析显示遗传变异主要来自于个体内; PCoA分析结果与UPGMA聚类树一致, LY2-K11群体单独聚为一类, QHD和HD群体聚为一类, 其他6个群体聚为一类。综上所述, 长牡蛎3个选育群体和6个野生群体遗传多样性均较高, 遗传分化水平较低; 选育群体LY2-K11多样性略有下降, 选育过程中应保证亲本的数量及质量, 防止因近交衰退造成遗传多样性降低, 苗种抗逆性变差。该结果将为长牡蛎新品种的选育和野生种质资源的保护提供科学指导。     

两种扇贝杂交和自交家系早期生长及甲基化的比较分析

运用杂交和自交方法建立虾夷扇贝♂(A)×栉孔扇贝♀(B)、栉孔扇贝♀(B)×栉孔扇贝♂(C)、栉孔扇贝♂(C)×栉孔扇贝♀(D)3 种组合家系, 每个组合3 个平行, 共9 个家系。对各家系卵径大小、胚胎孵化率、幼虫浮游阶段壳长生长速度等生物学参数进行比较, 建立了幼虫浮游期壳长与日龄的线性回归方程; 运用甲基化敏感扩增多态性(MSAP)分析了基因组DNA 胞嘧啶甲基化水平, SPSS 分析了DNA 甲基化与壳长生长的相关性。结果表明, 杂交家系的卵径大小、胚胎孵化率与自交组没有显著差异, 但壳长生长速度显著高于自交组, 这种优势可能主要来自于父本的影响; 家系AB、BC、CD 的平均DNA甲基化率分别为18.672%、22.661%和22.303%, 杂交使后代DNA 甲基化水平降低, 生长速度与DNA甲基化水平相关系数为?0.934, 相关水平极显著(P<0.01), DNA 甲基化与杂种优势具有一定的关系。     

饲料中铜离子对斑节对虾血细胞组成、活性和免疫功能的影响

以不同铜离子添加量(0, 10, 25, 40, 55 和110 mg/kg)的饲料喂养斑节对虾(Penaeus monodon)8 周,测定对虾的血细胞总数(THC), 并应用流式细胞术测定血细胞中含颗粒细胞(小颗粒细胞和大颗粒细胞)的比例、血细胞凋亡率、活性氧(ROS)含量和酯酶活性。结果显示, 当铜添加量为10～55 mg/kg 时, 与对照组相比, 对虾的THC、血细胞凋亡率、ROS 含量和酯酶活性均没有显著的变化(P>0.05); 铜添加量为25～110 mg/kg 时, 含颗粒细胞的比例显著提高(P<0.05); 铜添加量为110 mg/kg 时, ROS 含量显著高于其他组(P<0.05), 血细胞凋亡率高于25 和55 mg/kg 组(P<0.05), THC 低于55 mg/kg 组(P<0.05), 酯酶活性低于25mg/kg 组(P<0.05)。这些结果表明, 适宜的饲料铜含量有利于两类颗粒细胞的生成; 铜添加过量(110 mg/kg)会诱导血细胞ROS 的产生, 造成氧化损伤, 从而导致凋亡率上升和THC 下降。综上所述, 在本实验日粮条件下, 针对斑节对虾的血细胞功能, 其饲料中铜适宜添加含量范围为25～55mg/kg。     

利用“黄海芯1号”55K SNP芯片评估凡纳滨对虾选育群体的遗传多样性与基因组近交水平

凡纳滨对虾的主要选育目标分为两个方面: 一是培育具有较强抗病、抗逆性的“高抗系”(GK),二是培育具有快速生长特性的“快大系”(KD)。然而, 国内缺少针对这两个选育群体的遗传多样性特别是基因组近交水平的调查分析研究。基于液相芯片“黄海芯1号”(55 K SNP)的基因分型数据, 首次分析了GK (1 064尾个体)和KD (564尾个体)选育群体的遗传结构和遗传多样性, 调查了连续性纯合片段(ROH)的基因组分布特征, 并重点评估了两个群体的基因组近交水平。PCA及进化树分析表明GK及KD群体可明确分层, 亲缘关系热图表明KD群体内个体间的亲缘关系比GK群体更近。GK群体包括的家系数量更多, 导致其遗传多样性高于KD群体; 两群体间的F_st为0.09, 存在中等遗传分化。GK和KD群体每个ROH的平均长度分别为(1.70±0.34) Mb和(1.65±0.38) Mb, 每个样本ROH的平均数量分别为1.98±1.30和2.07±1.37。GK和KD群体0.8~1.25 Mb长度的ROH占比分别为11.41%和19.17%, 表明KD群体的选育历史比GK群体更长。两个群体>2.25 Mb长度的ROH片段占比分别为10.26和9.74%, 表明两个群体短期内未发生近亲交配。七种基因组近交系数评估结果表明, KD群体的近交水平高于GK群体。不依赖基础群体等位基因频率的F_ROH和F_HOM方法可准确地评价育种群体的真实近交水平, 而F_VR1、F_YA1和F_LH1等依赖基础群体等位基因频率的方法可以用来比较群体及个体间的相对近交水平。上述结果为准确地评估育种群体的近交水平和优化育种方案提供了重要参考依据。     

刺参(Apostichopus japonicus)不同组织基因组甲基化状态MSAP分析

利用MSAP技术分析成体刺参的呼吸树、肠、肌肉和体壁等组织的基因组DNA甲基化水平,获得了四个组织基因组甲基化率.甲基化水平由高到低依次是呼吸树、体壁、肌肉和肠,分别是35.77％、33.51％、32.72％和28.0％,其中全甲基化位点各占19.46％、18.39％、19.18％和15.97％.统计学分析结果显示肠组织的甲基化水平与其它组织的差异显著(P＜0.05),其余三个组织间差异不显著(P＞0.05),但呼吸树与肌肉的半甲基化水平差异显著(P＜0.05).由MSAP分析差异位点克隆得到四个甲基化特异性片段,经测序分析功能未知,推测为刺参基因足非编码区或新功能基因序列.     

应用MSAP技术研究扇贝全基因组DNA甲基化水平

DNA甲基化作为真核生物基因组重要的表观遗传学修饰,对生物体基因的表达有重要的调控作用。为获得扇贝基因组DNA甲基化修饰水平及模式等表观遗传学信息,以栉孔扇贝(Chlamys farreri)、海湾扇贝(Argopecten irradians)、虾夷扇贝(Mizuhopecten yessoensis)以及本课题组培育的"海大金贝"为材料,建立了甲基化敏感扩增多态性方法(Methylation-sensitive amplified polymorphism,MSAP)的反应体系,利用该方法对其基因组DNA CCGG区域的甲基化水平进行分析。结果表明,本研究筛选得到的引物组合可用于贝类DNA甲基化的研究,在栉孔扇贝、海湾扇贝、普通虾夷扇贝和"海大金贝"的甲基化比例分别为32.08%、25.99%、32.88%和34.97%。几种扇贝基因组CCGG序列中,胞嘧啶的全甲基化率要高于半甲基化率,推测扇贝基因组中主要的甲基化模式是CpG型。通过对"海大金贝"和普通虾夷扇贝闭壳肌甲基化谱进行比较,筛查得到46个差异位点,这些位点可能参与"海大金贝"闭壳肌积累类胡萝卜素的调控。     

中国对虾“黄海1号”与野生群体F_1代生长发育规律比较

采用4种生长曲线模型对中国对虾"黄海1号"和野生群体F1代15项形态性状的生长规律进行了拟合,以三次函数模型的拟合优度(R2)最高;采用三次函数模型拟合的2个群体各形态性状的生长曲线、拐点月龄以及拐点体重(各形态性状长度)结果表明,中国对虾"黄海1号"的拐点月龄为2.87(拐点体重14.98 g),野生群体F1代的拐点月龄为4.05(拐点体重26.26 g);中国对虾"黄海1号"各形态性状的拐点月龄分布在0.51～3.07之间,达到最大生长速度的顺序分别为:头胸甲长>第1腹节宽>头胸甲高>腹1高>头胸甲宽>体长>全长>腹节5长>腹节3和4长>尾节长>腹节2长>腹节1长>腹节6长;野生群体F1代除第2腹节长的拐点月龄为0.45之外,其它性状的拐点月龄分布在2.38～3.08之间,达到最大生长速度的顺序分别为:腹节2长>腹节1长>腹节3长>腹节 4长>头胸甲高>腹节5长>头胸甲宽>全长>腹1高>腹1宽>尾节长＝头胸甲长＝体长> 腹节6长,除第1和第2腹节长2个性状外,野生群体F1代的其它性状均比中国对虾"黄海1号"发育迟缓了1个月左右.     

脊尾白虾C-型凝集素基因cDNA全长的克隆和表达分析

本研究利用本实验室构建的脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)血细胞c DNA文库中的C-型凝集素基因EST序列,采用c DNA末端快速扩增(rapid amplification of c DNA end,RACE)技术克隆获得脊尾白虾C-型凝集素基因c DNA全长,命名为Ec CTL。该基因全长1285 bp,包含1041 bp的开放阅读框,编码346个氨基酸组成的蛋白质,分子量为38.56 k Da,为甘露糖型凝集素。同源性分析表明,脊尾白虾Ec CTL基因氨基酸序列与秀丽白虾(Palaemon modestus)的同源性最高,达到91%。荧光定量PCR分析结果表明,Ec CTL基因在血细胞、肝胰腺、肌肉等组织中均有表达,其中在肝胰腺当中的相对表达量最高。感染鳗弧菌(Vibrio anguillarum)和白斑综合症病毒(white spot syndrome virus,WSSV)后6~12 h,脊尾白虾血细胞和肝胰腺中Ec CTL的表达量较对照组均显著增加(P0.05),且具有明显的时间差异性。本研究证明脊尾白虾C-型凝集素在其免疫反应中起到重要作用,为进一步探索脊尾白虾免疫系统打下基础。     

大黄鱼野生与养殖群体遗传结构的比较研究

采用垂直板型不连续聚丙烯酰胺凝胶电泳技术对福建野生与养殖大黄鱼(Pseudosciaena crocea)4个群体(湄洲野生群体、宁德野生群体、宁德养殖群体、连江养殖群体)的遗传结构进行了比较研究。结果表明,4个大黄鱼群体的平均每位点有效等位基因数为1.1250～1.1293,多态位点百分数为12.50%～18.75%,观察杂合度为0.1250,期望杂合度为0.0636～0.0677。湄洲湾野生群体的遗传多样性高于养殖群体。4个大黄鱼群体间的遗传分化很低,4个大黄鱼群体间遗传距离在0.0000～0.0001,平均遗传距离为0.0005,遗传分化系数(Fst=0.0004)低,基因流(Nm=609.6667)大。     

中国对虾黄、渤海沿岸地理群的RAPD分析

采用随机扩增多态DNA(random amplified polymorphic DNA,简称RAPD)技术,对中国对虾的黄、渤海地理群的32个个体遗传多样性进行了检测,使用OPI系列的20个10bp的寡核苷酸随机引物,对每个个体的基因组DNA进行扩增,结果为:17个引物获得了谱带清晰且重复性好的产物,扩增片段的分子量在2000～2000bp之间,共检测106个位点,其中多态位点数为39个,占36.8%;平均遗传距离为0.0941+0.0206,有67个标记(占63.2%)在整个群体的32个个体间表观稳定的一致性.     

雌雄波纹巴非蛤不同组织中总类胡萝卜素含量比较分析

本文分析了波纹巴非蛤(Paphia undulata)斧足、外套膜、鳃、闭壳肌、性腺5个组织以及不同性别的总类胡萝卜素含量(TCC)。结果显示:波纹巴非蛤5个组织的总类胡萝卜素含量除外套膜与鳃之间没有显著性差异外(P0.05),其他各组织之间差异均达到极显著水平(P0.01),各组织总类胡萝卜素含量从高到低依次为:斧足性腺外套膜鳃闭壳肌;不同性别波纹巴非蛤的斧足、外套膜、鳃、闭壳肌中总类胡萝卜素的含量没有显著性差异(P0.05),但精巢中总类胡萝卜素的含量要显著高于卵巢(P0.05)。本研究结果初步揭示了波纹巴非蛤体内总类胡萝卜素含量的分布规律。     

低盐胁迫对脊尾白虾过氧化氢酶和硒谷胱甘肽过氧化物酶基因表达的影响

过氧化氢酶(CAT)和硒谷胱甘肽过氧化物酶(Se-GPx)在抗氧化防御体系中扮演重要的角色,在清除多余的活性氧自由基(ROS)防止机体氧化损伤方面具有重要的作用.本文利用RACE-PCR方法首次从脊尾白虾肝胰腺组织中克隆获得了CAT cDNA全长序列,该基因全长2649 bp,包括5′非编码区(UTR) 78 bp、开放阅读框(ORF)1554 bp和3′非编码区(UTR) 1017 bp,共编码517个氨基酸,预测分子量为58.46 kDa,理论等电点为6.64,利用PROSITE tools预测CAT基因的功能位点,发现该氨基酸序列包括酶活性中心序列“FDRERIPERVVHAKGAG”,亚铁血红素结合信号序列“RLFSYPDTH”和 3个催化位点残基His⁷¹,Asn¹⁴⁴和Tyr³⁵⁴.同源性分析表明,脊尾白虾CAT氨基酸序列与其他物种的相似性为68%-92%.荧光定量PCR分析结果表明,CAT基因在肝胰腺、血细胞、心脏、肌肉、卵巢、鳃、胃和眼柄均有表达,其中在肝胰腺中表达量最高.低盐胁迫后脊尾白虾鳃和肝胰腺中CAT和GPx基因分别在48 h和6 h达到最大值,且与对照组差异显著(P< 0.05),表明CAT和GPx基因参与了低盐胁迫反应,并表现出一定时间效应关系.综合分析结果指出脊尾白虾CAT基因是CAT家族主要成员之一,可能在低盐环境胁迫过程中具有重要的作用.     

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)群体遗传结构的研究

采用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术对半滑舌鳎野生和养殖4个群体的遗传结构进行了比较研究.结果表明,半滑舌鳎养殖群体遗传变异水平低于野生群体,两个野生群体的多态位点百分数、观察杂合度、期望杂合度、平均有效等位基因数的平均值(分别为21.275%、0.1177、0.0854和1.1499)分别高于两个养殖群体的平均值(分别为18....     

拟穴青蟹(CA)n微卫星DNA 多态性引物筛选

利用FIASCO (Fast Isolation by AFLP Sequences Containing repeats) 技术建立拟穴青蟹Scylla paramamosain基因组文库, 并与生物素标记的(CA)15 寡核苷酸探针杂交, 联合磁珠富集法构建拟穴青蟹微卫星富集文库。测序194 个阳性菌落, 分析其中的150 条序列, 结果表明: 两碱基重复类型占90%以上, 其中重复拷贝数在30 以上的占27.45%; 含微卫星座位189 个, 其中完美型146 个、非完美型28个和复合型15 个。设计125 对引物扩增一个拟穴青蟹野生群体(含20 个个体), 其中的19 对引物能稳定扩增且片段大小基本符合理论长度。遗传变异分析表明, 17 个位点表现出高度多态性, 16 个位点显著偏离Hardy-Weinberg 平衡(P<0.05), 4 组两两位点间存在连锁不平衡现象(P<0.0026, 经Bonferroni 法校正), 7 个微卫星位点可能存在无效等位基因。若排除混合微卫星位点的引物对以及扩增位点PIC (polymorphism information content)值在0.5 以下的引物对, 则13 对引物能用于拟穴青蟹群体遗传学等研究。     

南沙群岛密斑马面鲀群体遗传多样性分析

密斑马面鲀Thamnaconustessellatus是在我国南海海域较为常见的一种马面鲀属鱼类。本研究基于线粒体DNA控制区序列对南沙群岛密斑马面鲀3个群体的遗传结构及其遗传多样性进行了分析。研究结果显示,密斑马面鲀的控制区序列变异程度较大,86尾个体序列的变异位点数为38个,共定义了28个单倍型;3个密斑马面鲀群体的单倍型多样度和核苷酸多样度均较高,且相差不大;密斑马面鲀群体间未检测到显著的群体遗传结构,分子方差分析表明,99.67%的遗传差异来自于群体内,群体间遗传差异仅为0.33%。贝叶斯树和最大似然树均显示出密斑马面鲀单倍型间松散的分布,未检测到显著的谱系结构。群体历史动态分析结果表明密斑马面鲀的群体经历了更新世的群体扩张事件。