企鹅珍珠贝热休克蛋白70基因的克隆与序列比较分析

采用同源克隆和锚定PCR技术,从企鹅珍珠贝Pteria penguin中克隆到热休克蛋白hsp70基因的cDNA全序列.cDNA全长2 308 bp,3'非编码区域(UTR)为234 bp,5'UTR为118 bp,开放阅读框(ORF)为1 956 bp,编码651个氨基酸,分子量为70.97 kd,理论等电点为5.24,有2个糖基化位点:NKSI和NVSA,并含有HSP70家族的3个签名序列:IDLGTTYS,DLGGGTFD和IVLVGGSTRIPKIQK,以及C末端的保守序列EEVD.结合BLAST分析的结果,可以确认获得的cDNA序列为企鹅珍珠贝HSP70的编码序列.与合浦珠母贝Pinctada fucata hsp70的氨基酸序列相比,企鹅珍珠贝多1个糖基化位点NVSA,少1个氨基酸,包括1个氨基酸插入和2个缺失.两者的氨基酸序列一致性高达92%,突变位点52个;两者的核苷酸序列一致性高达79%,突变位点416个.系统发育分析表明两者的亲缘关系最近,与传统分类相符,然后与太平洋牡蛎等聚合在一起.该基因的克隆和比较分析为进一步深入研究珍珠贝类的抗逆机理、抗性育种及其进化具有重要意义.     

雨生红球藻铁型超氧化物酶基因的克隆与序列分析

利用已报道的FeSOD保守区域,设计简并引物,通过简并PCR的方法获得了雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)FeSOD(HpFeSOD)cDNA的部分序列,然后采用RACE方法分别克隆到5′端和3′端。拼接后得到HpFeSOD cDNA全长,该基因全长为1 138 bp,ORF为684 bp,编码227个氨基酸。把已经得到的HpFeSOD序列推导成氨基酸序列与一些已知物种的FeSOD氨基酸序列相比较,雨生红球藻FeSOD与杜氏藻、衣藻、团藻、石莼、颤藻的同源性为89%、83%、78%、70%和63%。分子系统学分析表明,雨生红球藻FeSOD与杜氏藻FeSOD聚在一起,介于真菌与高等植物之间并且真核微藻FeSOD与高等植物的同源性更高,推测其在进化上与高等植物的亲源关系更近。     

宽体沙鳅(Botia reevesae)热休克蛋白70 基因的克隆及表达分析

为深入分析热休克蛋白响应胁迫的分子机制,实验以宽体沙鳅(Botia reevesae)为研究对象,利用同源克隆和cDNA 末端快速扩增(rapid amplification of cDNA ends,RACE) 技术克隆得到宽体沙鳅热休克蛋白70(BR-HSP70) 的cDNA 全长。结果发现,BR-SP70 cDNA全长为2,371bp,包含1,947 bp的开放阅读框(opening reading frame,ORF),102 bp 5’-非编码区(untranslated region,UTR)和322 bp 3’-UTR等。通过序列同源性比对发现,BR-HSP70 cDNA与团头鲂(Megalobrama amblycephala)和猪(Sus scrofa)的同源性分别为98%及83%,且ORF编码的649个氨基酸中含有HSP70家族的家族信号标签、N-糖基化位点及EEVD等能位点等保守序列。上述结果表明,本研究所获的基因为宽体沙鳅 HSP70基因。实时荧光定量PCR 分析发现,氨氮胁迫和嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)侵染均会显著上调宽体沙鳅鳃、肝脏及肾脏HSP70 mRNA的表达,表明HSP70基因在宽体沙鳅应对环境胁迫中发挥了重要的抗应激作用。     

克氏原螯虾热休克蛋白70ku类似物基因的cDNA分析

根据已测序的克隆号PCI246基因序列设计2条引物,用快速扩增cDNA末端技术扩增克氏原螯虾(Procambarus clarkii)70 ku热休克蛋白同类物基因cDNA的5'端片段和3'端片段,测序得到1 184 bp基因片段,包含该基因的完整3'端,GenBank登录号AY357302,与GenBank序列号AB016836家蚕(Bombyx mori)的70 ku热休克蛋白同类物mRNA的部分片段83%同源。和果蝇(Drosophila melanogaster)的热休克蛋白同类物3的同源性最高(GenBank的登录号分别是NP_727 563,NP_511 132,NP_727 564,NP_727 565),为85%。     

鼠尾藻hsp70基因的克隆及温度、盐度对其表达的影响

为研究温度、盐度及其处理时间对鼠尾藻(Sargassum thunbergii)hsp70表达水平的影响,以β-actin为内参基因,通过RT-qPCR测定不同处理下鼠尾藻幼苗的hsp70表达水平。温度实验设置7个处理组(5、10、15、25、30、35和40℃)、盐度实验设置5个处理组(0、10、20、40和50),以温度20℃、盐度31为对照组;温度处理时间实验在温度35℃下热激不同时间(0、1、2、3、4、6、8、10和12h),盐度处理时间实验在盐度50下处理不同时间(0、1、2、3、4、6、8、10和12h)。研究显示:(1)在不同温度下处理鼠尾藻幼苗1h,40℃组的hsp70表达水平最高,是对照组(20℃)的8.6倍,恢复处理1h后,5℃组与对照组差异不显著,35、40℃组与对照组仍差异显著;(2)鼠尾藻幼苗在(0、10、20、31、40、50)盐度下处理2h,发现0、10、40、50盐度组的hsp70表达水平显著高于对照组,恢复处理2h后,0盐度组鼠尾藻幼苗的hsp70表达水平最高;(3)将鼠尾藻幼苗在35℃下热激不同时间,样品的hsp70表达水平先上升后下降,热激4h时表达量最大,不同热激时间处理组在20℃中恢复1h后,处理1、2和3h的实验组在恢复后hsp70表达水平高于相应的处理组;(4)将鼠尾藻幼苗在盐度50中培养不同时间,样品的hsp70表达水平先升高后下降,在6h时达到最高,不同盐度时间处理组在盐度31下恢复2h后,其hsp70表达水平变化情况与35℃热激不同时间各处理组的变化趋势相同。研究结果表明,在本研究中,鼠尾藻hsp70表达水平在温度40℃、盐度50、高温热激4h和高盐处理6h情况下分别达到最大值,调控效果显著,说明HSP70可能参与了各胁迫下的生物代谢和抗逆反应。     

浙江枝吻纽虫(Dendrorhynchus zhejiangensis) 热休克蛋白70基因克隆与表达特征研究

采用同源克隆和cDNA末端快速扩增技术(RACE)克隆了浙江枝吻纽虫热休克蛋白70(DzHSP70)基因全长cDNA序列,并利用荧光定量PCR方法,分析了该基因在重金属胁迫下的表达特征。结果表明,DzHSP70cDNA全长2827bp,包括294bp的5’UTR、628bp的3’UTR和编码634个氨基酸残基的1905bp的开放阅读框。HSP70家族的3个签名序列以及细胞质特异性调控基序EEVD等特征元件在DzHSP70中高度保守。重金属离子Fe3+、Pb2+和Cd2+均可上调该基因的表达,其中Pb2+的毒理效应最强。研究结果表明DzHSP70可能参与了机体对于重金属的解毒过程。     

急性高温胁迫对虹鳟二倍体和三倍体幼鱼hsps基因表达的影响

本文以二倍体和三倍体虹鳟(Oncorhynchus mykiss)幼鱼为实验对象,探究急性高温胁迫下,不同倍性虹鳟热休克蛋白家族(hsps)基因表达水平。选取二倍体和三倍体虹鳟幼鱼,分别进行常温处理(14℃)和高温胁迫(22℃),并在高温胁迫48h后,将虹鳟置于常温(14℃)恢复48h。分别在实验开始的0,12,24,48,72和96h进行取样,测定实验虹鳟肝脏和肌肉组织中的hsp70s(hsp70a,hsp70b),hsp90s (hsp90a1a,hsp90a2a,hsp90a1b,hsp90a2a,hsp90b1,hsp90b2)mRNA水平。结果表明:hsp70s和hsp90s的各个亚型均能对热胁迫做出反应,并具有应答幅度的组织特异性和时间特异性。在胁迫6和24h后,上述基因mRNA水平达到最高,随后降低。三倍体幼鱼肝脏和肌肉hsps mRNA表达水平的峰值显著高于二倍体幼鱼。研究结果显示,三倍体虹鳟对高温环境更为敏感,需要消耗更多的能量用于适应高温环境。     

缢蛏（Sinonovacula constricta）GST和HSP90基因克隆及其在氨氮胁迫下的表达特征分析

克隆获得缢蛏(Sinonovacula constricta)谷胱甘肽S-转移酶(Sc-GSTσ)和热休克蛋白90(Sc-HSP90)基因的cDNA全长，分析了它们的组织表达差异及其在氨氮胁迫下的表达特征。结果表明，Sc-GSTσ的全长cDNA为1 414 bp，含有639 bp的开放阅读框(Open Reading Frame，ORF)，编码212个氨基酸，Sc-GSTσ氨基酸序列与其他物种的GST氨基酸序列同源性为31.88%～43.40%；而Sc-HSP90的全长cDNA为2 752 bp，ORF为2 181 bp，编码726个氨基酸，其氨基酸序列与其他物种HSP90的氨基酸序列同源性为76.77%～87.05%。荧光定量PCR分析发现，Sc-GSTσ和Sc-HSP90在缢蛏各组织中均有表达，两者均在肝胰腺中表达量最高。氨氮胁迫后，Sc-GSTσ和Sc-HSP90 mRNA在肝胰腺中表达均显著上调(p<0.05)，表明氨氮胁迫引起机体的应激反应，2个基因可能参与机体解毒或防御过程。但胁迫后期表达量下降推测是机体的防御能力有限，不足以完全保护宿主免受应激诱导的细胞损伤。     

黄斑篮子鱼去毒相关基因的克隆与肝脏组成型表达分析

从基因水平探讨海洋鱼类对海洋藻毒素的去毒分子机理。采用RT-PCR法成功克隆了黄斑篮子鱼Siganus oramin肝脏I时相代谢酶细胞色素P450 1A(CYP1A)、II时相代谢酶alpha型谷胱甘肽S-转移酶(GSTA)和rho型谷胱甘肽S-转移酶(GSTR)、热休克蛋白70 (HSP70)、alpha 1型钠钾ATP酶(ATP1A1)及β-肌动蛋白(beta-actin, ACT)基因cDNA核心序列，序列分别长879 bp、582 bp、588 bp、660 bp、749 bp和554 bp。序列同源性分析发现，属鲈形目的黄斑篮子鱼CYP1A、GSTA和GSTR与同属鲈形目的牙鲆Paralichthys olivaceus、欧洲鲽Pleuronectes platessa、真鲷Pagrus major、鲤形目的斑马鱼Brachydanio rerio 相应氨基酸序列同源性较高，CYP1A和GSTA与非洲爪蟾(两栖类)、鸡(鸟类)、小鼠、大鼠和人(哺乳类)相应氨基酸序列同源性低，这可能与鱼类I、II时相去毒酶基因承担水环境毒素去毒代谢的特殊功能有关；而HSP70、ATP1A和β-肌动蛋白在鱼类、两栖类、鸟类、哺乳类中均有较高的同源性，这可能与这些基因在机体中承担的最基本的生命功能相关。应用半定量RT-PCR的方法，以β-肌动蛋白作为外参照，在指数期增长范围内分别得到了CYP1A、GSTA、GSTR、HSP70和ATP1A1 mRNA与β-肌动蛋白mRNA (%)的比值，确定黄斑篮子鱼肝脏去毒相关基因的组成型表达水平。其中，黄斑篮子鱼肝脏CYP1A、GSTA和GSTR基因组成型表达相对较高，HSP70和ATP1A1基因组成型表达相对较低，这可能与不同基因在黄斑篮子鱼海洋藻毒素去毒分子机理中承担的作用相关，为海洋藻毒素在海洋鱼类中的积聚及代谢去毒分子机制的研究提供了相关数据。     

雨生红球藻β-胡萝卜素酮化酶基因克隆、分析及叶绿体表达载体构建

β-胡萝卜素酮化酶(BKT)是雨生红球藻虾青素合成途径中的关键酶。根据GenBank中所收录的雨生红球藻BKT的cDNA序列设计特异性引物,以高光照处理的雨生红球藻细胞的总RNA为模板,采用RT-PCR的方法克隆出了β-胡萝卜素酮化酶基因(bkt)。序列测定结果表明,bkt全长960bp编码320个氨基酸。克隆的bkt序列与GenBank收录的BKT的cDNA(AY603347)序列只相差一个碱基。并对其编码的氨基酸进行了二级结构的预测和疏水性分析。同时将所克隆的bkt构建入衣藻叶绿体表达载体p64Dbkt,为基因的进一步表达研究及探索其作用机制奠定了基础。     

盐度骤变对仿刺参hsp70及hsp90基因表达的影响

为研究夏季暴雨导致的养殖池塘盐度变化对仿刺参(Apostichopus japonicus)生理的影响,在实验室内模拟野外盐度变化,采用半定量RT-PCR的方法研究了其hsp70、hsp90a及hsp90b基因的表达。实验中,盐度先以每6h降2.5的速度由30降至20;保持96h后,再以同样的速度由20升至30,随后在盐度为30条件下保持96h。在盐度变化过程中随机取样。hsp70和hsp90b基因在盐度降至20后表达量开始显著升高(P<0.05),hsp90a基因在盐度降至22.5时表达量开始显著升高(P<0.05);但保持在盐度为20条件下,3个基因的表达量均逐渐降低至初始值。在之后的盐度升高及恢复阶段,3个基因表达量均有先升高后降低的趋势,表明hsp70、hsp90a和hsp90b基因是仿刺参在盐度胁迫下的重要响应因子。     

Spatial profiles of hsp70 proteins in Asian clam (Potamocorbula amurensis) in northern San Francisco Bay may be linked to natural rather than anthropogenic stressors.

Multi-year investigations in northern San Francisco Bay by United States Geological Survey have linked reduced condition indices in populations of Asian clam (Potamocorbula amurensis) with elevated cadmium tissue concentrations. Our study seeks to determine whether levels of hsp70 proteins in P. amurensis can be correlated with these findings, and/or are related to histopathologic alterations and concentrations of metallothionein-like proteins. Here we present our results on stress proteins in clams collected monthly from four field stations between July 1996 and January 1998. In addition, animals were exposed in the laboratory to a range of salinities. Stress proteins were analyzed by Western blotting using monoclonal antibodies. Hsp70 protein levels in field-collected clams were significantly higher at the seaward (high salinity/low cadmium) stations (12.5, 8.1) than at the landward (low salinity/high cadmium) stations (6.1, 4.1). Laboratory studies showed that clams exposed to 0.1 ppt salinity had markedly lower hsp70 levels than clams exposed to higher salinities. In view of our previous laboratory studies showing that cadmium induces hsp70 in P. amurensis, our present results indicate that reduced hsp70 protein levels in field-collected clams may be linked to salinity effects rather than cadmium tissue concentrations.     

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.     

Robert Iskanderovich Nigmatulin: On his 70th birthday

Chronicle

Robert Iskanderovich Nigmatulin: On his 70th birthday     

On the 70th birthday of F.V. Dolzhanskii

Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics -     

克氏原螯虾热休克蛋白70基因表达的定量研究

根据实验室克隆的克氏原螯虾(Procambarus clarkii)HSP70(scHSP70)的核酸序列,制备内部缺失42bp的核酸片段作为竞争性模板.采用竞争性RT-PCR的方法,定量测定克氏原螯虾组织的scHSP70 mRNA的表达量.结果显示,scHSP70有广泛的组织分布,但是在正常情况下表达量均较低.经2 h热休克处理,7种组织的scHSP70 mRNA的表达量均显著上升,表明该scHSP70可能是一种热诱导型HSP70.心脏组织scHSP70在热激前后的表达量均较高,分别为1.12×105和4.80×105分子/μg总RNA.而血细胞中scHSP70的表达在热激前后均处于最低水平,分别为0.191×104和1.61×104分子/μg总RNA.在0～8 h长时间的热休克实验中,心脏组织scHSP70的表达随着热休克时间的延长,呈现增强的趋势,提示心脏组织在虾类的应激反应中发挥了重要的作用.     

Vyacheslav Nikolaevich Lukashin (on his 70th birthday)

Chronicle

Vyacheslav Nikolaevich Lukashin (on his 70th birthday)     

Aleksandr Georgievich Rozanov (on his 70th birthday)

Chronicle

Aleksandr Georgievich Rozanov (on his 70th birthday)