基于聚类及简化基因组联合分析的浙江洞头栽培羊栖菜(Sargassum fusiforme)品系筛选研究

以浙江洞头栽培羊栖菜(Sargassumfusiforme)群体为研究对象,运用主成分分析法对其鲜重、藻体长度、茎宽、气囊形态和大小等表型特征进行分析,确定了羊栖菜簇生气囊中的"特征"大气囊为表型主成分;运用聚类分析法分析了21个羊栖菜差异表型样品的"特征"大气囊表型聚类特征,定量分析归纳了栽培羊栖菜表型品系类别;运用简化基因组分析法构建了34个羊栖菜样品的系统进化树,分析了栽培羊栖菜各样品及韩国丽水、辽宁大连、浙江舟山野生羊栖菜样品间的亲缘关系,定量分析归纳了栽培羊栖菜基因型品系类别。在栽培羊栖菜表型品系和基因型品系总重合率为86%的基础上,将浙江洞头栽培羊栖菜群体分为球囊、锥囊、宽棒囊、狭棒囊和梭镖囊等5个品系,并运用林奈的"双名法"加以学名命名。提供了一种科学的羊栖菜品系分类方法,以期为深度开展浙江洞头栽培羊栖菜的群体结构、亲缘关系、遗传稳定性和品质差异等基础研究,以及定向选育优质高产、逆境高耐受性和活性物质高富集品系等应用研究,提供方法和理论支撑。     

圆斑星鲽(Verasper variegatus)wtl基因的克隆与表达分析

圆斑星鲽（Verasper variegatus）雌鱼生长快,成熟雌鱼个体大小是雄鱼的2倍以上,开展性别相关基因的功能研究,对于探究圆斑星鲽性别决定机制,建立单性培育技术具有重要意义。本研究获得了wt1a及wt1b两个同源基因,wt1a基因全长为3263bp,预测开放阅读框（ORF）长为1245bp,编码415个氨基酸,5''-UTR和3''-UTR分别长372bp和1640bp;wt1b基因全长为2312bp,预测开放阅读框（ORF）长为1281bp,编码427个氨基酸,5''-UTR和3''-UTR分别长369bp和659bp。wt1a基因编码氨基酸分子量为46.2kDa,理论等电点为9.24,无跨膜结构及信号肽,在ORF末端有4个锌指结构,编码KTS三肽;wt1b基因编码氨基酸分子量为46.95kDa,理论等电点为8.99,无跨膜结构及信号肽,在ORF末端有4个锌指结构,并且编码KTS三肽。基因表达结果表明：wt1a和wt1b基因主要在圆斑星鲽性腺中表达,精巢的表达高于卵巢,肾脏的表达量显著高于其他组织,推测wt1a基因和wt1b基因在性腺和肾脏发育过程及功能方面均发挥重要作用;在早期发育阶段,wt1a基因在原肠期之前微弱表达,从原肠早期开始逐渐上升至神经胚期表达量达到最高,之后逐渐下降,直至孵化阶段,推测wt1a基因在圆斑星鲽原始生殖细胞分化过程及性腺发育中发挥重要作用。     

翘嘴红鲌(Erythroculter ilishaeformis)果糖-1,6-二磷酸醛缩酶(ALDO-C)基因定位、克隆及表达分析

翘嘴红鲌(Erythroculterilishaeformis)是大型淡水鱼类鳊鲌亚科(Abramidinae)中最大的一种鱼,具有较高的经济价值。但其饲料转化率及抗病性研究相对较少,相关基因信息缺乏。本研究以翘嘴红鲌为对象,利用RACE技术克隆翘嘴红鲌果糖-1.6-二磷酸醛缩酶(ALDO-C)基因,该基因cDNA全长1945bp,其中ORF区975bp,编码325个氨基酸.5′非编码区933bp.3′非编码区37bp。通过实时荧光定量PCR检测了ALDO-C在不同组织中相对表达水平。发现ALDO-C基因在翘嘴红鲌的肾、肝、肌肉、性腺中均有表达,且在肾中表达量最高,显著高于其他组织。同时采用石蜡切片、H.E染色和原位杂交染色,观察分析翘嘴红鲌的肾组织显微结构和ALDO-C基因的表达定位,结果表明,ALDO-C在鱼类肾单位和集合管结构、调节肾组织水平衡及抗病性方面有重要作用。可以考虑将翘嘴红鲌醛缩酶C基因作为生长发育及抗病性相关的候选基因,用于翘嘴红鲌鱼的分子辅助育种,以期为今后的研究提供理论基础。     

16S与gyrB基因联合建树快速鉴定海水中的一株地衣芽胞杆菌

在保守序列高度相似的细菌鉴定中,单独使用16S rDNA/RNA序列进行比对和构建进化树通常无法准确鉴定到种,需要增加测序基因数并对多基因进行分析。为实现快速鉴定,课题组对16S与gyrB基因联合建树的方法进行了研究,将海洋来源的一株杆菌,分别用通用引物扩增16S和gyrB基因并测序,在GeneBank进行序列比对后,选择各菌种保藏中心16S和gyrB基因均相似的菌株,取16S和gyrB基因序列,采用Paup*4.0构建进化树。使用16S与gyrB拼接序列构建的进化树中属于同一种的菌株均很好的聚合在一枝,种间分枝自展值均高于98,分类结构准确,筛选得到的杆菌与地衣芽胞杆菌(Bacilluslicheniformis)聚合在一枝,自展值为100,鉴定为地衣芽胞杆菌。经生理生化试验验证,该菌株与地衣芽胞杆菌特征完全一致,使用16S和gyrB基因联合建树得到的鉴定结果准确且快速简便。     

许氏平鲉(Sebastes schlegelii)TRAF基因的鉴定及其响应杀鱼爱德华氏菌侵染的表达模式研究

TRAF是机体内一种具有信息传导作用的胞内因子, 承担多个受体家族的信号转导工作, 在固有免疫以及获得性免疫方面都发挥出重要作用。TRAF作为一类胞内接头蛋白, 对多条信号途径的活化具有一定的影响, 包括细胞的增殖、生存、凋亡、炎症反应、免疫反应等。目前已有研究表明鱼类中的TRAF基因也发挥重要的免疫防疫作用。以许氏平鲉为研究对象, 基于基因组和转录组的数据库, 进行了许氏平鲉TRAF基因家族的系统鉴定。在许氏平中共鉴定到9个TRAF基因, 并对这些TRAF基因的长度和氨基酸个数进行了统计分析。同时, 分析了这9个TRAF基因的结构特征。选取了包括许氏平鲉在内的6种鱼类进行了TRAF基因的共线性分析。结果显示, TRAF基因在硬骨鱼类中具有保守的共线性。通过系统发育分析, 更好地解析了TRAF家族基因的进化关系, 同时也证明了对其鉴定及命名的准确性。此外, 还进行了TRAF家族基因的蛋白质相互作用网络预测以及表达模式分析。通过蛋白质相互作用的网络分析, 得到TRAF基因与其互作蛋白的关联状况。在杀鱼爱德华氏菌侵染许氏平鲉后的不同时间点, 探究TRAF基因在杀鱼爱德华氏菌刺激下的表达模式。定量结果显示, 除TRAF4.1外, 其他TRAF基因在感染后均存在不同程度的上调。综上所述, 从分子水平上揭示了许氏平鲉TRAF家族基因的结构和功能, 揭示了TRAF可能依赖的免疫通路, 为进一步探究TRAF家族基因在许氏平先天免疫过程中的作用奠定了基础。     

南极红藻Iridaea cordata和Curdiea racovitzae转录组分析及其极端光环境适应相关基因的挖掘

南极红藻具有重要的生态学功能和开发利用价值。南极极端环境赋予了其独特的生理耐受机制,也是发现新基因和代谢途径的理想材料。我们测序分析了南极产胶红藻Iridaea cordata (Turner) Bory和Curdiea racovitzae Hariot的转录组序列,并与其常温近缘种进行了比较,同时挖掘了其与光限制和强紫外线辐射等光环境适应相关的基因。I. cordata和C. racovitzae的转录组序列分别拼接成了14055条和12006条非冗余基因,平均长度分别为1473 bp和1448 bp。在I. cordata转录组中发现多条与绿藻基因同源的捕光复合物LHC基因Lhca2、Lhca6和Lhcb,并且在两种南极红藻中都各发现了1条编码结合岩藻黄质和Chl a/c蛋白的Lhcf基因,目前尚未在其他红藻中发现这类基因。光裂解酶修复紫外线诱导DNA损伤,在I. cordata的转录组序列中发现了6?4光裂解酶,光裂解酶CPD I和CPD II基因,而C. racovitzae转录组序列中仅找到了光裂解酶CPD II基因。尽管南极红藻中这些特有基因的功能有待进一步的验证,但是本文为后续研究红藻的南极极端光环境适应机制提供了方向。     

深海化能极端环境中劳盆拟刺铠虾(Munidopsis lauensis)的全长转录组测序分析

劳盆拟刺铠虾(Munidopsis lauensis)是一种十足目铠甲虾, 能够适应深海化能合成生态系统的极端环境, 但是其已知基因序列信息却很少。为此, 采用PacBio平台的SMRT测序技术对来自南海台西南冷泉劳盆拟刺铠虾的肝胰腺、鳃、肌肉和肠混合组织进行了三代全长转录组测序。通过聚类、校正、去冗余之后共获得28 811条高质量isoform, 平均长度为2 086 bp, N50长度为2 275 bp。使用Nr、SwissPort、KEGG、KOG数据库对转录本序列进行功能注释, 共有20 616 (71.56%)条isoform得到注释。进一步高级注释共获得21 848个蛋白编码序列, 共预测到537个转录因子、6 430个长链非编码RNA和10 060个SSRs位点。KEGG通路分析发现两条可能与劳盆拟刺铠虾适应深海化能极端生境相关的通路, 分别为过氧化物酶体通路和谷胱甘肽代谢通路。其中, 共有180条isoform被发现参与编码过氧化物酶体通路中的31个关键酶, 213条isoform参与谷胱甘肽代谢通路中19个关键酶的编码。基于全长转录组数据, 利用同源比对、功能结构域预测及系统发育树构建等方法对劳盆拟刺铠虾谷胱甘肽S-转移酶(GST)基因家族进行挖掘与鉴定, 共发现属于theta、delta、mu、kappa四种亚家族的20条GST候选序列。通过对劳盆拟刺铠虾全长转录组测序、功能注释和环境适应相关的重要基因及通路的分析, 不仅丰富了深海组学数据资源, 也为进一步揭示甲壳动物适应深海化能极端环境的分子机制奠定了基础。     

羊栖菜多糖抗肿瘤及其作用机制研究进展

羊栖菜(Sargassum fusiforme)多糖在多种肿瘤细胞系中表现出良好的抗癌活性,具有针对肿瘤细胞的选择活性和较小的毒副作用,可以作为现有肿瘤化疗药物的替代品进行开发。羊栖菜多糖主要通过诱导细胞凋亡作用于肿瘤细胞,其通过细胞周期停滞,增强机体免疫功能,改变细胞膜钙通道与流动性,破坏线粒体膜和产生一氧化氮来杀死癌细胞并防止转移。本文就国内外发表的羊栖菜多糖抗肿瘤功能及作用机制进行系统的归纳和总结,旨在为羊栖菜多糖抗肿瘤药物的深入研究、开发提供理论依据。     

日本对虾(Penaeus japonicus)病原需钠弧菌(Vibrio natriegens)表型与分子特征及LAMP检测方法的建立

采用常规表观生物学特性及16S rRNA、gyrB及rpoA基因同源性检索与系统发育学分析等方法,对分离自江苏连云港某育苗场的大批死亡日本对虾蚤状幼体的优势生长菌进行了综合鉴定。结果表明,其形态和生理生化特征与弧菌属的需钠弧菌相近;16S rRNA、gyrB及rpoA基因同源性检索也均与需钠弧菌相似性最高,分别为98%、89%和95%,且三种基因的NJ系统发育树也均与需钠弧菌聚为一个分支;分离菌的致病性试验表明其半数致死量LD50为1.8×106CFU/ml。综合分离菌的致病性、形态与生理生化特征及基因同源性与系统发育分析结果,认为引起日本对虾蚤状幼体大批死亡的病原为需钠弧菌。基于gyrB基因序列设计1套LAMP特异性引物,建立了需钠弧菌的快速特异性检测方法,可用于由需钠弧菌引起的水产动物疾病的诊断及分子流行病学的调查研究。     

海洋绿藻气生硬毛藻(Chaetomorpha aerea)和线形硬毛藻(C. linum)的形态与分子鉴定

Green macroalgae Chaetomorpha aerea and C. linum are taxonomically confused. In this paper, we tried morphological and molecular analyses to separate these two species. C. aerea and C. linum can be distinguished from morphological characteritics, such as frond dimension, cells size and shape, their mean length/width ratios(LWR), and cell walls constriction. Thalli of C. aerea attenuate basipetally, with diameter 270–500 μm at upper portion, 160–360 μm at middle portion, 100–160 μm at basal portion. For the upper part, the length of cells is less than their diameter. Cell walls usually constrict at the dissepiments, which are pellucid or colorless and give the filament beaded appearance. In contrast, thalli of C. linum often have a constant diameter of 90–300 μm within the same individual, cell walls usually do not constrict and cells are cylindrical or barrel shaped. The LWR is larger than that of C. aerea. Results show that the pairwise distance between two species is 3.6%–3.7% for 18 S r RNA gene and 53.5%–54.3% for ITS region. In phylogeny, they distribute at distant clades, which confirms a genetic divergence at molecular level. In addition, morphological data indicates that filament diameter of C. linum samples is highly variable, ranging from 90 μm to 300 μm. Then these two species can be considered as separate species.     

缢蛏(Sinonovacula constricta)氨氮胁迫应答miR-8245a-5p靶基因GOT验证及其表达特征分析

为鉴定缢蛏(Siaoraovacula constricta)氨氮胁迫应答相关miRNA靶基因及其表达特征,选择氨氮胁迫下缢蛏肝胰腺组织中表达水平差异显著的miR-8245a-5p进行研究。靶基因验证结果显示,缢蛏GOT基因表达量极显著高于未胁迫组(P0.01),表明GOT是miR-8245a-5p的靶基因。缢蛏GOT基因的ORF长1227bp,编码408个氨基酸;氨基酸多重序列比对和系统进化树分析发现,缢蛏等贝类同源性较高,与其他物种同源性较低。基因时空特征表达分析结果显示,GOT基因在缢蛏肝胰腺中的表达量明显高于其余6个组织(P0.01);140mg/L氨氮胁迫下缢蛏GOT基因在肝胰腺中的表达量1h内急剧上调,此后上调逐步减弱,60mg/L氨氮水平下第12h上调才达峰值;不同氨氮水平暴露下缢蛏肝胰腺中GOT活力整体均呈现先升后降趋势,但在较高氨氮浓度水平下同样表现出更快速的应答特征。这些结果为后续深入研究缢蛏miR-8245a-5p及GOT基因调控氨氮解毒机制提供了理论基础。     

藻体部位、藻质量、碳源、水流对铁钉菜和羊栖菜营养盐吸收的影响

采用实验室生态学研究方法,进行了藻体部位、藻质量、碳源质量浓度及水流流速对铁钉菜(Ishige foliaceaokamurai)和羊栖菜(Sargassum fusiforme)氮磷营养盐吸收影响的研究。结果表明:2种大型海藻不同部位对营养盐的吸收速率不同,铁钉菜下部的吸收速率最大,其次是固着器;羊栖菜顶部的吸收速率最大,其次是中部。铁钉菜藻质量1.0g的吸收速率最大,其次是1.5g;羊栖菜藻质量0.5 g的吸收速率最大,其次是1.0g;2种藻类2.0g和2.5g的吸收速率相差不多。碳源质量浓度为1200mg/L时,铁钉菜的吸收速率最大,其次是碳源800mg/L;碳源质量浓度为800mg/L时,羊栖菜的吸收速率最大,其次是碳源400mg/L;2种海藻对照组的吸收速率均相对较低。相同流速下,2种海藻均以PO4-P对照组的吸收速率最大;NO3-N、NH4-N吸收速率在流速为50cm/s时最大。     

蓝点马鲛(Scomberomorus niphonius)两种Wap65基因克隆及蛋白功能的研究

采用同源克隆及Race技术获取了蓝点马鲛Wap65-1和Wap65-2基因的c DNA全长序列,长度分别为1659 bp和1725 bp,各自编码426和436个氨基酸。通过Clust W同源性及进化树分析表明:蓝点马鲛Wap65-1与Wap65-2基因的同源性为60%,处于不同的分支上。进一步对该鱼的幼体进行热诱导,通过q RT-PCR分析表明:两种基因在高温诱导下均有上调,而Wap65-2基因上调呈现显著性差异(P0.05)。在此基础上,构建两种基因冷休克表达系统,成功实现了两种蛋白的可溶性表达,而且发现Wap65-2对高温胁迫下E.coli BL21(DE3)的存活具有较强的保护作用。本研究为蓝点马鲛耐热品种的培育奠定了理论基础。     

红鳍笛鲷(Lutjnaus erythropterus)酪氨酸酶相关蛋白1基因克隆及表达分析

本文利用RACE技术克隆获得红鳍笛鲷(Lutjnaus erythropterus)酪氨酸酶相关蛋白1基因全长,并利用生物信息学方法对该基因的m RNA序列特征、氨基酸序列特征、分类及系统发生进行了分析。结果表明,在红鳍笛鲷中,酪氨酸酶相关蛋白1基因含有TYRP1a和TYRP1b两个拷贝,其中TYRP1a序列全长3178bp,开放阅读框(ORF)长1566bp,5?端235bp,3?端1377bp;TYRP1b基因c DNA全长1871bp,ORF区长1656bp,5?端89bp,3?端126bp。序列分析发现,TYRP1a和TYRP1b基因与其它物种的同源基因保守性较高,尤其是酪氨酸酶基因家族典型的酶活性位点序列在脊椎动物中具有高度保守性。进化分析发现,TYRP1a和TYRP1b基因的种间同源性高于两个基因间的同源性。荧光定量PCR数据分析表明,TYRP1a和TYRP1b基因都在眼睛部位具有最高表达,TYRP1b在黑色皮肤也有较高表达。结果可为进一步阐述TYRP1基因在红鳍笛鲷身体和眼睛部位的色素合成机制提供一定的理论基础。     

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。     

黄条(鰤)(Seriola aureovittata)MyHC基因克隆及其在早期发育阶段表达研究

为解析肌球蛋白重链(MyHC)基因在黄条鰤(Seriola aureovittata)生长发育过程中作用机制,本研究采用RACE技术,克隆了黄条鰤MyHC基因全长cDNA序列,采用荧光定量PCR(qRT-PCR)方法对MyHC在黄条鰤不同组织、胚胎发育过程以及仔稚幼鱼发育过程中的表达特征进行了研究。结果表明:黄条鰤MyHC基因全长为6143bp,开放阅读框为5811bp,编码了1936个氨基酸,由3个保守结构域组成即MYSc-classⅡ、Myosin taill和SH3;系统进化树分析显示黄条鰤MyHC与高体鰤进化关系最近。qRT-PCR分析发现黄条鰤MyHC在各组织中均有表达,但在肌肉中表达量最高(P0.05);随着黄条鰤胚胎发育的进行,MyHC在16细胞期之前表达量较高,在胚体下包2/3时期表达量显著升高,且在孵化期达到峰值(P0.05:);在仔稚幼鱼发育阶段,MyHC在孵化后20d后表达量显著升高,30d表达水平达到峰值(P0.05),随后的35d到40d表达水平略有下降但仍保持较高表达趋势,黄条鰤MyHC表达具有发育阶段表达的特异性。MyHC表达特征揭示其参与了调控黄条鰤的早期生长发育。