日本囊对虾Cathepsin L基因的鉴定及其在幼体发育中的表达研究

本研究从日本囊对虾（Marsupenaeus japonica）中获得半胱氨酸蛋白酶家族中的cathepsin L基因,命名为Mj-Cathepsin L。Mj-Cathepsin L基因cDNA序列全长1191bp,其开放阅读框编码的Cathepsin L蛋白前体包含327个氨基酸,由信号肽,蛋白前体和成熟蛋白三部分组成。同源序列比对发现日本囊对虾Cathepsin L蛋白与其他已知物种的cahtepsin L蛋白具有较高的同源性。对Mj-Cathepsin L基因在不同组织以及早期幼体幼体发育阶段的研究发现,Mj-Cathepsin L主要在肝胰腺中大量表达,且在幼体发育不同阶段,其表达水平受发育阶段调控,且Mj-Cathepsin L基因显示出与其五个蜕皮时期相关的表达变化,说明Mj-Cathepsin L有可能在日本囊对虾个体发育过程中扮演不同的重要作用。并通过Western Blot方法在日本囊对虾肝胰腺,胃和肠中检测到Cathepsin L酶原和成熟Cathepsin L两种蛋白存在形式。     

脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)组织蛋白酶D基因的克隆及其表达分析

采用RACE技术获得了总长为1853bp的脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)组织蛋白酶D基因全长cDNA序列。该基因5′和3′非编码区分别为120bp和572bp,开放阅读框为1161bp,推测编码386个氨基酸,预测分子量为42.36kDa,理论等电点为7.54,命名为EcCatD基因。同源性和系统进化分析表明,EcCatD基因与斑节对虾、美洲螯龙虾的相似性分别为86%和80%,与斑节对虾和美洲螯龙虾紧密聚为一支。荧光定量RT-PCR结果表明,EcCatD基因在血细胞中的相对表达量最高,其次为肝胰腺。该基因在鳗弧菌和WSSV感染后的脊尾白虾血细胞和肝胰腺中的表达量显著增加,并具有不同的时空表达趋势。结果表明EcCatD基因在脊尾白虾免疫反应中具有重要作用。     

凡纳滨对虾碱性磷酸酶和酸性磷酸酶基因的克隆、表达及盐度应答效应

本研究通过c DNA末端快速扩增法(RACE)首次克隆得到凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)和酸性磷酸酶(acid phosphatase,ACP)基因的c DNA全长序列,其中ALP基因全长序列1 910 bp,编码536个氨基酸;ACP基因全长序列1 544 bp,编码439个氨基酸。盐度调控设3个盐度组:31(对照)、16和3。养殖45 d后,荧光定量PCR测定对虾肝胰腺、肌肉、胃、肠和鳃5个组织中的ALP和ACP基因m RNA的表达情况。RT-PCR显示,ALP基因在5个组织中普遍表达,在肝胰腺中表达量最高(P0.05),肠道中的表达量最低(P0.05);ACP基因在5个组织中也均表达,在肝胰腺和鳃中表达量明显高于其他3个组织(P0.05)。盐度应答实验表明,不同盐度条件下,不同组织中,ALP和ACP基因存在不同的表达模式。在胃和鳃组织中,ALP基因在31盐度组的表达量显著高于其他两组(P0.05);在肝胰腺和肠道中,ALP基因在16盐度下的表达量明显低于其他两组(P0.05);在肌肉中,ALP基因的表达与其他组织均不同,31盐度组表达量最高,而16盐度组最低(P0.05);在肝胰腺中,ACP基因在31盐度组的表达量明显低于其他盐度组(P0.05);在肌肉和鳃两个组织中,ACP基因在31盐度下的表达量明显高于其余两个盐度组(P0.05);在肠道中,ACP基因的表达量在3盐度组明显高于其他两组(P0.05);而在胃中,ACP基因在3个盐度下的表达量没有显著性差异。上述结果为研究低盐条件下凡纳滨对虾的磷酸酶基因的变化机制提供了参考。     

日本沼虾(Macrobrachium nipponense)组蛋白酶B基因克隆及其在组织和卵巢发育过程中的表达

组蛋白酶B广泛存在于生物体内,与免疫、消化和繁殖等生理功能息息相关。为了研究组蛋白酶B在甲壳动物体内的作用尤其在卵巢发育过程中的作用,本研究采用3’RACE和5’RACE技术,首次克隆获得日本沼虾(Macrobrachium nipponense)组蛋白酶B(简称Mn CB)基因c DNA全长,并采用实时荧光定量(q PCR)测定了Mn CB在日本沼虾不同组织中和卵巢发育过程中m RNA的表达量。序列结果分析表明:Mn CB序列含有12 bp的5’-UTR,996 bp的ORF和702 bp的3’-UTR。ORF共编码331个氨基酸的多肽,此多肽由16个氨基酸的信号肽、63个氨基酸的前导肽和252个氨基酸的成熟肽组成,其理论p I为6.36,分子量为36.5KDa。q PCR的结果表明:Mn CB在测定的所有组织中均有表达,在心脏中表达量最高,肌肉、肝胰腺和胸神经节中表达量中等,肠、鳃和血细胞中的表达量较低。Mn CB的表达量在卵巢的发育过程中逐步升高,卵巢发育至初级卵黄发生期(Ⅲ期)Mn CB的表达量显著增加(P0.05),次级卵黄发生期(Ⅳ期)表达量继续增加,并增至最大值,Ⅳ期与Ⅲ期表达量差异不显著(P0.05),成熟期(V期)表达量显著下降(P0.05)。上述研究结果表明Mn CB广泛存在于日本沼虾的组织中,并且参与卵黄蛋白原或卵黄蛋白的水解。     

中国明对虾Imd免疫信号通路相关基因克隆及表达分析

Imd免疫信号通路在无脊椎动物抗革兰氏阴性菌方面起到十分重要的作用。在已知中国明对虾Imd通路下游核转录因子Relish基因全长的情况下,利用同源克隆方法获得了Imd通路上游基因Imd的cDNA序列,命名为FcImd,该基因全长783bp,5’非编码区45bp,3’非编码区255bp,开放阅读框483bp,编码160个氨基酸,包括一个位于C端的死亡结构域。同源性分析表明,FcImd基因氨基酸序列与其他甲壳动物的氨基酸序列高度保守,与凡纳滨对虾和日本囊对虾的同源性分别为99%和88%。于鳗弧菌感染后的1,3,6,12,24,48,96,144h记录实验组和对照组的累积死亡率,并分别取血淋巴用于检测中国明对虾Imd及Relish基因在不同时间点的表达量变化情况。结果显示:鳗弧菌感染后,实验组Imd和Relish表达量均显著高于对照组(P0.05),其中Imd表达量呈先升高后降低趋势,Relish表达量在1h时达到最高,然后呈逐渐降低趋势。中国明对虾感染鳗弧菌后Imd和Relish基因呈不同步上调表达,说明Imd和Relish基因的表达与弧菌刺激密切相关,提示Imd和Relish基因参与了对虾抗菌反应的Imd信号转导通路。     

脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)vasa基因cDNA克隆及其在卵巢发育中的表达分析

VASA蛋白属于DEAD-box家族蛋白,是一种RNA解旋酶,在生殖细胞的分化中具有重要作用。本研究从脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)卵巢中克隆得到vasa基因cDNA全长(将其命名为Ec-vasa),Ec-vasa序列长度为2516bp,开放阅读框(ORF)长度为1800bp,编码600个氨基酸,具有DEAD-box家族蛋白的8个高度保守的结构域,与日本沼虾(Macrobrachium nipponense)的同源性最高(80%)。半定量RT-PCR结果显示,Ec-vasa在卵巢组织中特异表达,在肌肉、肝胰腺、心脏和鳃等组织中均未检测到表达。荧光定量结果显示,Ec-vasa在卵巢发育Ⅰ期具有较高表达量,随着卵巢的发育,表达量逐渐降低,在第Ⅳ期达到最低水平。结果表明,Ec-vasa基因可能在脊尾白虾卵巢的早期分化和卵子发生过程中起重要作用。     

文蛤亮氨酸氨肽酶LAP3的基因克隆及其在幼体不同发育时期、成体不同组织的表达分析

为探索贝类LAP3基因的结构和功能特征以及在生长发育过程中的作用,利用cDNA末端快速扩增（RACE）法获得文蛤LAP3（Mm-LAP3）基因的cDNA全长序列,并对其生物信息学、组织及发育时期表达特征进行了分析。结果显示,Mm-LAP3基因cDNA全长2 037 bp,ORF区1 254 bp,编码417个氨基酸;Mm-LAP3蛋白由Peptidase_M17超家族序列的N-端结构域和Peptidase_M17催化结构域组成。荧光实时定量PCR结果表明,Mm-LAP3基因在文蛤成体6个组织和幼体10个发育时期中均有表达,其中在斧足中的表达量显著高于其他组织（P<0.05）,这与斧足蛋白含量丰富、代谢旺盛相关;在幼体10个发育时期中的表达量呈现逐渐升高的趋势,在D形幼虫时期达到最高,随后又有所降低,推测Mm-LAP3基因在早期发育时期参与了某些组织器官的形成。     

缢蛏天然抗性相关巨噬蛋白2(Sc-Nramp2)基因克隆及其在副溶血弧菌刺激下的表达分析

克隆得到缢蛏天然抗性相关巨噬蛋白2（Sc-Nramp2）基因的cDNA全长序列3 681 bp,该基因的开放阅读框有1 776 bp,编码591个氨基酸,预测分子量为65.86 kDa;其结构具有Slc11蛋白家族的典型特征,包括有10个典型的跨膜结构和2个糖基化位点。Sc-Nramp2基因3'-UTR有2个类似于脊椎动物Nramp2中铁反应控制蛋白结合位点;同源性分析表明,Sc-Nramp2和太平洋牡蛎Nramp2-like的同源性最高为71.6%。实时荧光定量PCR结果表明,Sc-Nramp2基因在闭壳肌、外套膜、肝胰腺、斧足、水管和鳃6个组织中均有表达,其中肝胰腺中的表达量最高,其次是鳃,与其他组织均有极显著性差异（P<0.01）;注射副溶血弧菌后,肝胰腺中Sc-Nramp2基因的表达量较对照组显著上调（P<0.01）,且表达量呈现先上升后下降的趋势,在12 h时达到最大表达量,推测Sc-Nramp2基因参与了缢蛏非特异性免疫应答反应。     

脊尾白虾酚氧化酶原基因克隆及表达分析

利用RACE方法获得了脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)酚氧化酶原(Prophenoloxidase,proPO)基因。该基因cDNA全长3092bp,开放阅读框2013bp,编码671个氨基酸,其预测分子量为74.82kDa。脊尾白虾酚氧化酶原基因推导的氨基酸序列与其他虾类酚氧化酶原氨基酸序列同源性较高(65%—78%),该氨基酸序列具有铜离子结合位点等酚氧化酶原基因所具有的典型特征位点。组织表达分析结果表明,proPO基因在脊尾白虾血细胞中表达量最高,其次是鳃和肝胰腺组织,在肌肉中几乎不表达。利用荧光定量PCR分析了不同盐度胁迫下脊尾白虾血细胞和鳃组织中的表达变化规律,结果发现在不同盐度胁迫后血淋巴proPO表达量显著高于对照组,盐度胁迫初期鳃组织proPO表达量显著高于对照组。本研究结果表明脊尾白虾酚氧化酶原基因参与了盐度胁迫引起的机体应激反应。     

凡纳滨对虾水孔蛋白-4的cDNA克隆及盐度胁迫对其肝胰腺mRNA表达水平的影响

为了探索水孔蛋白(Aquaporin,AQP)在凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)渗透压调节过程中作用,本研究通过RACE方法获得克隆的凡纳滨对虾AQP(命名为LvAQP4)的c DNA全长序列,并分析了盐度胁迫对其肝胰腺m RNA表达的影响。结果发现:LvAQP4 c DNA序列全长为1 048 bp,其中包括75 bp的5￠UTR,187 bp的3￠UTR和786 bp的ORF。根据ORF序列推导出LvAQP4编码261个氨基酸,预测其分子质量为27.85 k Da,等电点为8.11。推导的氨基酸序列与其他甲壳物种的AQP相似度为48.8%到97.3%。进化分析显示LvAQP4属于AQP1-like亚族、AQP4类。定量PCR(q PCR)检测到LvAQP4在不同组织中均有表达,其中鳃的表达量最高,肝胰腺、肌肉、脑和眼柄中也较高,而血淋巴、肠、胃和胸神经节中表达量则较低。在高盐(盐度40)刺激下,凡纳滨对虾的肝胰腺LvAQP4 m RNA表达量会随着时间推移而上升,到6 h达到最高,而后逐步下降。而在低盐(盐度4)刺激下,凡纳滨对虾的肝胰腺LvAQP4 m RNA表达量并无明显变化。在原代分离和培养的肝胰腺细胞中,培养液中加入额外的Na Cl会剂量依赖地提高LvAQP4 m RNA表达水平。同样,通过在培养液中额外加入蔗糖提高培养液渗透压,也会剂量依赖地提高LvAQP4 m RNA表达水平,但作用不如Na Cl明显。这些结果表明盐度与肝胰腺LvAQP4的表达量有关,LvAQP4对凡纳滨对虾的渗透压调节具有非常重要的作用。     

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.     

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。     

饲料中添加两株乳酸菌及其发酵上清液对凡纳滨对虾消化酶活性的影响

为了探讨前期实验获得的益生菌及其发酵上清液对凡纳滨对虾消化功能的影响,将初始体质量3.5 g±0.06 g的凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)在30℃±2℃环境下于水族箱中养殖4周。以基础饲料为对照组,在基础饲料中分别添加戊糖乳杆菌(Lactobacillus pentosus)HC-2、粪肠球菌(Enterococcus faecium)NRW-2、戊糖乳杆菌HC-2的发酵上清液,最终每克基础饲料中含有1.0×107 CFU益生菌或此菌量所对应的发酵上清液,共配制3组实验饲料。实验结果如下:与对照组相比,各实验组对虾肠道中蛋白酶活力显著提高(P0.05),但肝胰腺中蛋白酶活力无显著差异;添加NRW-2的实验组与对照组相比,肠道和肝胰腺中淀粉酶和脂肪酶活力均显著提高(P0.05),HC-2组对虾肝胰腺中淀粉酶及肠道中脂肪酶的活力显著提高(P0.05),而HC-2发酵上清液的添加仅显著提高了对虾肠道蛋白酶和淀粉酶的活性。结果表明饲料中添加NRW-2、HC-2及其发酵上清液可以提高凡纳滨对虾肠道及肝胰腺中消化酶的活力,但在不同组织中提高消化酶活性的种类是不同的,为水产养殖安全投入品的开发及乳酸菌在水产养殖中的推广应用提供一定的科学依据。     

缢蛏HAT基因家族的全基因组鉴定及在环境因子、细菌胁迫下的表达分析

组蛋白乙酰化酶(histone acetyltransferases, HATs)在机体发育和环境胁迫响应的调控中发挥着重要作用,但在海洋贝类中研究极少。缢蛏(Sinonovacula constricta)作为典型的滩涂双壳贝类,经常面临多种极端环境和细菌胁迫的挑战,基于全基因组和转录组数据系统分析了缢蛏HAT基因家族(ScHATs)的系统发育关系,以及它们在不同发育时期、不同环境因子和细菌胁迫下的表达模式。结果共鉴定出11个ScHATs基因,根据序列同源性分为GNAT、MYST和p300/CBP三类,每个亚家族中几乎所有的HAT都具有特定的保守结构域和保守基序。基因表达谱和qRT-PCR分析显示,ScHATs在幼虫发育前期表达量普遍高于发育后期;在氨氮胁迫下,ScKAT2B、ScKAT8、ScKAT9-2、Scp300在鳃中的表达量显著变化(P<0.05);在高温胁迫下,ScHATs在鳃和肝胰腺中表现出相似的表达模式,而Scp300在肝胰腺中的表达量显著降低(P<0.05);在副溶血弧菌胁迫下,ScHATs的表达均出现显著上调(P<0.05)。综上结果提示, Sc...     

三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)CYP2基因的cDNA克隆及表达分析

通过RT-PCR及Smart?TM Race技术,首次克隆了三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)CYP2基因cDNA全长序列。该基因cDNA全长1662bp,编码一个由492个氨基酸组成的多肽,预测理论等电点为6.348,分子量大小为56.68kD。氨基酸序列中含有CYP基因家族所特有的K螺旋保守序列(ExxR)和血红素结合区(FxxGxxxCxG)。经氨基酸序列比对及系统进化树分析发现,与岸蟹(Carcinus maenas)的同源性最高,达到75%。实时荧光定量PCR结果表明,CYP2基因在肝胰腺、鳃、肌肉、血淋巴、心脏和眼柄中均有分布,在肝胰腺中表达量最高。肌肉注射磺胺嘧啶后,三疣梭子蟹高、中、低三剂量组CYP2基因表达较对照组都有上调,并具有时间差异性,低剂量组表达量逐渐降低,趋于对照组,中剂量组和高剂量组表达量先升高后降低,6h后同一时间点,均是高剂量组表达最高,低剂量组最低。表明磺胺嘧啶可诱导三疣梭子蟹CYP2基因,CYP2基因可能参与三疣梭子蟹的药物代谢反应。     

干露胁迫对脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)HSP70和ferritin基因表达的影响

采用常规急性实验方法,研究了不同干露胁迫条件对脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)成活率的影响。结果表明,保持虾体湿润并用冰块降温的P组干露胁迫12h后成活率为75%,显著高于其它各实验组(P<0.05)。采用实时荧光定量PCR方法研究了不同干露胁迫条件对脊尾白虾血细胞和肝胰腺组织中热休克蛋白70(HSP70)和ferritin基因表达的影响。干露胁迫能诱导脊尾白虾血细胞、肝胰腺HSP70基因的表达上调,肝胰腺中的高表达时间相对血细胞中出现的较早;干露胁迫能诱导湿润低温P组脊尾白虾血细胞和肝胰腺ferritin基因的表达上调,并显著高于对照组(P<0.05),而且各组织ferritin基因表达的上调时间具有差异性,血细胞最先上调。其余实验组脊尾白虾各组织ferritin基因表达均下调,并显著低于对照组(P<0.05)。上述结果表明,在脊尾白虾受干露胁迫的耐受范围内,HSP70和ferritin基因发挥抗氧化功能。     

鳗弧菌感染对斑节对虾免疫相关指标的影响

为了研究鳗弧菌(Vibrio anguillarum)对斑节对虾(Penaeus monodon)免疫相关指标的影响,分别对斑节对虾注射生理盐水和鳗弧菌,测定了不同时间点肝胰腺和鳃中总抗氧化能力(T-AOC)、溶菌酶(LSZ)和诱导型一氧化氮合酶(i NOS)活性以及一氧化氮(NO)含量的变化。结果显示,与对照组相比,感染鳗弧菌后,肝胰腺和鳃中T-AOC活性分别于6和12 h达到最大值(P0.05),随后逐渐降低;肝胰腺和鳃中LSZ活性分别于6和12 h升高至最大值,随后均于24 h显著低于对照组(P0.05);肝胰腺和鳃中NO含量分别于6和3 h达到最大值,随后肝胰腺中NO含量于24 h降低至最小值,而鳃中NO含量于6和24 h虽有降低,但仍显著高于对照组;肝胰腺中i NOS对感染反应较为敏感,活性于3 h达到最大值,而鳃中i NOS活性于6 h开始显著上升,并于12 h达到最大值(P0.05)。研究表明,长时间的鳗弧菌感染对斑节对虾免疫相关指标有显著影响;T-AOC、LSZ、NO和i NOS对鳗弧菌感染均反应敏感,可以作为弧菌病诱发的监测指标。