鲈鱼FBP基因的克隆和表达分析

果糖-1,6-二 磷酸酶(fructose-1,6-bisphosphatase,FBP, EC 3. 1.3.11)可催化果糖-1,6-二磷酸水解成果糖-6-磷酸和无机磷酸盐,是糖异生途径中的关键酶之一。本研究运用SMART RACE技术从鲈鱼Lateolabrax japonicus肝脏中分离克隆了FBP基因的全长cDNA序列,该基因全长1 357 bp,其中5’非翻译区和3’非翻译区分别为42 bp和301 bp,开放阅读框为1 014 bp,共编码337个氨基酸。蛋白质分子量约为36.7 kD,理论pI为6.90。氨基酸序列分析表明,鲈鱼FBP与其它动物的肝脏型FBP相似性很高,与裸盖鱼、彩虹胡瓜鱼、斑马鱼、异育银鲫和大西洋鲑的肝脏型FBP的同源性分别为94.3%,90. 8%,89.3%,88.1%和84.1%。系统发育分析显示,鲈鱼FBP与其它鱼类的肝脏型FBP成簇后再与哺乳动物的肝脏型FBP聚成一支,然后才与哺乳动物的肌肉型FBP汇成簇。同时用RT-PCR分析了FBP基因在鲈鱼肝脏、肌肉、心脏、眼、肠、肾脏、脂肪、脾脏、鳃和大脑等10个组织的表达,结果表明FBP仅在肝脏、肾脏和肠这3个组织中有较高的表达,与糖异生发生组织基本一致,因此推测该FBP属于肝脏型。     

曼氏无针乌贼(Sepiella japonica)精子表面蛋白17(Sp17)基因克隆以及组织表达特异性分析

精子表面蛋白17(Sp17)是参与受精过程的关键分子。本研究采用RT-PCR以及RACE技术克隆得到了曼氏无针乌贼(Sepiella japonica)Sp17简称Sj-Sp17 c DNA的全长序列,序列全长1463bp,5′和3′非编码区分别为92bp和222bp,预测的开放阅读框(ORF)全长1149bp。编码的蛋白理论分子量为42.0548k Da,等电点4.66,是一种亲水性蛋白,不存在跨膜区以及信号肽序列,含有丰富的螺旋结构(54%)。同源氨基酸序列比对发现,与其他软体动物的相似性最高仅为44%,表明Sp17在进化中并不保守。基于Sp17氨基酸序列构建的系统进化分析表明,曼氏无针乌贼和加州双斑蛸(Octopus bimaculoides)进化关系最近。组织特异性分析发现Sp17在曼氏无针乌贼的生殖系统中均有较高的表达量,其中在精巢和储精囊中有显著表达。Sp17基因的成功克隆以及组织表达特异性分析对于深入研究其细胞定位以及生物学功能具有重要意义。     

红笛鲷(Lutjanus sanguineus)CD4和CD4-2基因克隆与诱导表达

应用RT-PCR和RACE-PCR技术克隆了红笛鲷(Lutjanus sanguineus)CD4和CD4-2基因,并分析了它们在健康鱼不同组织的表达分布及免疫刺激物诱导后的表达变化。CD4基因c DNA序列全长2216bp,包含180bp的5′UTR(untranslated regions)、605bp的3′UTR和1431bp的开放阅读框(open reading frame,ORF),编码476个氨基酸;红笛鲷CD4-2基因c DNA序列全长为1520bp,包含62bp的5′UTR、525bp的3′UTR和933bp的ORF,编码310个氨基酸。CD4分子由信号肽、4个免疫球蛋白样结构域(D1—D4)构成的胞外区、跨膜区和胞浆区组成,CD4-2分子由信号肽、2个免疫球蛋白样结构域(D1—D2)构成的胞外区、跨膜区和胞浆区组成。荧光定量PCR(Real Time Quantitative PCR,q PCR)分析显示红笛鲷CD4和CD4-2基因在健康鱼的胸腺中表达量最高,其次是中肾、鳃、皮肤、脾、头肾和肠。红笛鲷头肾淋巴细胞体外经脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)和刀豆蛋白A(Concanavalin A,Con A)刺激12h后,CD4和CD4-2表达量显著上调(P0.05)。哈维氏弧菌疫苗免疫24h后鳃、头肾、脾脏和肠的表达量显著上升(P0.05)。研究结果为进一步研究鱼类CD4和CD4-2在抗菌免疫反应中的作用提供了基础资料。     

口虾蛄高血糖激素基因全长cDNA的克隆及表达分析

本文首次采用RACE技术获得口虾蛄(Oratosquilla oratoria)眼柄部高血糖激素(crustacean hyperglycemic hormone,CHH)基因cDNA全长序列,共2 421 bp,5'UTR长度为180 bp,3'UTR 为1 821 bp,开放阅读框(ORF)长420 bp,编码139个氨基酸。预测蛋白二级结构α-螺旋23.74%,延伸链占23.02%,无规则卷曲占53.24%,预测分子量为15.47 kD,等电点(pI)为7.049。CHH成熟肽包含6个CHH家族中位置保守的Cys残基,C端为GK,推断为ES型CHH基因。聚类分析表明:口虾蛄CHH和十足目CHH聚为同一个分支的两亚群,具有较近的亲缘关系。荧光定量PCR分析结果表明,CHH基因在肠中表达量最高,在眼柄、触角中有较高的表达量,在肌肉中表达量相对较低,在卵巢中表达最低,而在精巢中不表达。     

赤点石斑鱼(Epinephelus akaara)MHC ⅡB基因的克隆与表达多态性分析

主要组织相容性复合体(Major histocompatibility complex,MHC)是脊椎动物体内重要的非特异性免疫基因之一。为了研究赤点石斑鱼的MHC基因的结构与表达特性,本研究运用RACE,Realtime PCR及SSCP等技术,首次成功克隆获得赤点石斑鱼(Epinephelus akaara)非特异性免疫因子MHC ⅡB基因的4个cDNA全序列,序列全长为1 195~1 355 bp,含有3'UTR、启动子、多肽结合区(β1)I、GC区(β2)、跨膜区、胞质区和5'UTR区,编码区大小为750 bp。氨基酸序列分析发现赤点石斑鱼MHC ⅡB分子具有经典MHC蛋白分子的空间结构,在多肽结合区存在极其丰富的变异,β1区由1个α螺旋与4个反向平行的β折叠构成多肽结合区,β2区由多个β折叠构成2个反向平行的三明治结构。利用SSCP技术研究了赤点石斑鱼MHC ⅡB的表达多态性,发现其在头肾、心、肝等12个组织器官中均能有效表达,表达多态性也异常丰富。此外,根据MHCIIB分子中相对保守的IGC区氨基酸序列构建了脊椎动物的系统进化树,也表明了该分子的IGC区氨基酸序列可以作为研究鱼类物种间进化关系的良好标记。     

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。     

大菱鲆免疫球蛋白轻链IgL全长cDNA的分离、鉴定及表达分析

实验采用末端快速扩增(RACE)技术从大菱鲆脾脏cDNA文库中筛选得到了免疫球蛋白轻链IgL的全长cD-NA片段。该序列包含47 bp的5′末端非编码区(5′UTR),738 bp的开放阅读框(ORF)和202 bp 3′UTR,整个开放阅读框编码246个氨基酸。系统发生分析表明大菱鲆IgL基因与五条鰤的IgL基因起源关系最近。RT-PCR分析表明,大菱鲆IgL基因只在正常脾脏、肾脏和头肾组织中表达;IgL在大菱鲆胚胎发育细胞期就已开始表达,在大菱鲆胚胎尾芽期和体节期表达持续增强;在鳗弧菌感染大菱鲆脾脏和头肾早期均检测到IgL基因强烈表达,后期表达逐渐减弱;大菱鲆胚胎细胞(TEC)在用鳗弧菌感染48h后,IgL开始表达。这些结果均表明IgL基因在大菱鲆免疫应答中起着重要作用。     

马氏珠母贝(Pinctada fucata)组织蛋白酶L基因的克隆与表达分析

根据已构建的溶藻弧菌(Vibro alginolyticus)诱导的马氏珠母贝(Pinctada fucata)血淋巴cDNA差减文库得到的ESTs序列, 应用cDNA末端快速扩增(RACE)技术成功克隆了其组织蛋白酶L基因(PFCatL), 并对其进行了生物信息学分析; 应用实时荧光定量PCR (Real-time PCR)技术, 研究了PFCatL基因在溶藻弧菌刺激前后马氏珠母贝足、外套膜、鳃、闭壳肌等8个组织中的表达变化。结果表明, PFCatL基因cDNA全长2004bp, 其中5′非编码区(5′-UTR)50bp, 3′非编码区(3′-UTR)865bp, 开放阅读框(ORF)1089bp, 编码362个氨基酸, 其分子量计算值(MW)为40.52kDa, 理论等电点(IP)为5.20; 生物信息学分析表明, PFCatL含有16个氨基酸残基组成的信号肽序列以及组织蛋白酶前体抑制功能域I29; Clustalw2多重比对发现PFCatL氨基酸序列在催化三联体Cys-His-Asn、底物结合位点以及二硫键形成相关的半胱氨酸残基位点高度保守; Real-time PCR研究发现, PFCatL在马氏珠母贝各组织中均有表达, 但各组织间的表达量存在差异, 其中以肾和闭壳肌中的表达量最高; 溶藻弧菌感染4h后, 外套膜、鳃以及血淋巴中PFCatL基因的表达较感染前显著上调。     

Cloning and expression analysis of the chloroplast fructose- 1,6-bisphosphatase gene from Pyropia haitanensis

Fructose-1,6-bisphosphatase(FBPase) is one of the key enzymes in Calvin circle and starch biosynthesis. In this study, the full-length of cpFBPase gene from Pyropia haitanensis was cloned by using rapid amplification of cDNA ends(RACE) technology. The nucleotide sequence of PhcpFBPase consists of 1 400 bp, including a 5′ untranslated region(UTR) of 92 bp, a 3′?UTR of 69 bp, and an open reading frame(ORF) of 1 236 bp, which can be translated into a 412-amino-acid putative peptides with a molecular weight of 44.3 kDa and a theoretical pI of 5.23. Multiple sequence alignment indicated that the protein belonged to the chloroplast FBPase enzyme. Phylogenetic analysis showed that the protein assembled with the cpFBPase of a thermal tolerant unicellular red micro-algae Galdieria sulphuraria. Expression patterns analyzed by qRT-PCR revealed that the expression of PhcpFBPase gene in the thallus phage was 7-fold higher than in the conchocelis phage, which suggested the different mechanisms of inorganic carbon utilization among the different life phages of P. haitanensis. And the different response modes of PhcpFBPase mRNA levels to high temperature and desiccation stress indicated that PhcpFBPase played an important role in responsing to abiotic stress.     

稀杯盔形珊瑚钙网蛋白基因的克隆及功能分析

钙网蛋白（calreticulin，CRT）是高度保守的内质网钙结合蛋白和分子伴侣，主要参与调节钙离子水平和指导蛋白质正确折叠。在这里，我们克隆稀杯盔形珊瑚（Galaxea astreata）的CRT基因，命名为Gacrt，并分析其促进细菌凝集的能力。Gacrt全长1792bp，其中5’端非翻译区(5''UTR)为77 bp，3’端非翻译区(3''UTR)为380bp，开放阅读框(ORF)1335bp，编码444个氨基酸残基，包含信号肽结构域、内质网检索信号序列（KDEL）、两条保守的钙网蛋白家族结构和一组三重复序列。通过构建原核表达系统得到CRT重组蛋白，纯化后的重组蛋白可以促进革兰氏阳性菌藤黄微球菌和革兰氏阴性菌大肠杆菌凝集，具有细菌凝集活性，支持GaCRT作为免疫相关分子参与机体对细菌防御的观点。     

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。     

缢蛏多巴胺受体基因及其在损伤修复中的作用

多巴胺受体(dopamine receptor)作为生物体中重要的神经递质受体, 在生物体的生长、发育、代谢等多个生理过程中都发挥着重要的功能。本研究从缢蛏Sinonovacula constricta转录组文库中筛选获得多巴胺受体基因的部分片段, 结合RACE(rapid-amplification of cDNA ends)技术和降落 PCR(polymerase chain reaction)技术, 克隆得到缢蛏两个多巴胺受体的选择性多聚腺苷酸化(alternative polyadenylation, APA)的变异体, 命名为ScDopR2a和 ScDopR2b, 长度分别为1824bp和2758bp。两个变异体均包含相同的5′非翻译区(untranslated regions, UTR)(24bp)和开放阅读框(open reading frame, ORF)(1440bp), 共编码479个氨基酸残基。但是两个变异体的3′UTR 长度不同, 分别为360bp和1294bp, 其中ScDopR2b在polyA尾前插入936bp。在同源的ORF区设计引物, 采用实时定量PCR分析多巴胺受体基因在不同组织中的表达特征, 结果表明多巴胺受体基因在水管、鳃、斧足的表达量显著高于其他组织。在该基因序列3′UTR插入片段区域设计特异引物检测ScDopR2b的组织表达情况, 结果表明在水管、鳃、斧足的表达量仍高于其他组织, 表达趋势与ORF区大致相同。进一步设计缢蛏组织损伤实验, 对进水管前端进行损伤处理, 在处理后的第4h、8h、12h、24h、48h、60h和72h取样, 荧光定量检测结果显示, 同源区表达量在12h和48h呈上调, 在8h、24h和72h下调, 且ScDopR2b表达趋势与同源区表达模式大致相同。研究结果表明, 缢蛏多巴胺受体参与了损伤修复过程, 其表达特征可能与多巴胺作为补偿性神经递质的作用有关。     

龙须菜UDP-葡萄糖焦磷酸化酶基因的克隆及其表达与琼胶产量的关系

对红藻龙须菜(Gracilarialei maneiformis)UDP葡萄糖焦磷酸化酶(UGPase)基因的表达与不同藻株中藻体琼胶产量之间的相关性进行研究。通过PCR扩增的方法得到了龙须菜UGPase的基因序列。该基因cDNA序列的全长为2 200 bp,开放阅读框1 485 bp,编码494个氨基酸;龙须菜UGPase基因的氨基酸序列与其它物种的UGPase氨基酸序列相似性较高;该基因是单拷贝的,缺乏内含子;具有特殊的加尾信号。利用荧光实时定量PCR的方法检测UGPase基因相对表达量。结果表明,该基因的表达与琼胶含量存在显著相关性,即在高琼胶组藻株中的表达量显著高于低琼胶组藻株,对琼胶含量高低具有指示作用,显示了在产业化应用中的潜能。     

大黄鱼(Pseudosciaena crocea)细胞色素P450 CYP4F7基因的克隆及表达分析

CYP4F7是细胞色素P450超基因家族中CYP4F亚家族中的同工酶之一,而细胞色素P450在通过电子传递参与生物体代谢和转化内源和外源化合物方面起着重要的作用。以本实验室构建的大黄鱼消减杂交cDNA文库中623bp的CYP4F7片段设计引物,以大黄鱼的总RNA为模板,利用RACE-PCR的方法,克隆鉴定出了大黄鱼细胞色素P450 CYP4F7基因。结果表明:基因全长1934bp,5'端非编码区59bp,3'端非编码区264bp,开放阅读框1611bp,编码536个氨基酸。序列分析表明大黄鱼的CYP4F7氨基酸序列与舌齿鲈的相似性为91%。利用RT-PCR方法研究CYP4F7在大黄鱼各组织中的表达特征,结果表明CYP4F7在肝脏、脾脏中表达量最高,在心脏、肾脏、头肾、鳃丝中表达量次之。另外,CYP4F7在注射了细菌脂多糖的大黄鱼各组织中的表达量均低于正常的大黄鱼,认为细菌脂多糖可能是CYP4F7表达的抑制剂,说明CYP4F7可能与鱼类免疫反应有一定相关性。     

大黄鱼(Larimichthys crocea)IGF-Ⅰ基因的克隆及序列分析

采用RT-PCR和RACE技术克隆了大黄鱼胰岛素样生长因子-Ⅰ(IGF-Ⅰ)cDNA的全序列,序列全长2027bp,由57bp的5’非翻译区、1409bp的3’非翻译区和561bp的开放阅读框组成。序列分析表明,大黄鱼IGF-Ⅰ编码区包括信号肽、成熟肽(B、C、A、D)和E等6个区域的186个氨基酸,形成成熟肽时,信号肽和E区被切除,成熟肽分子量7.5kDa,等电点(pI)为7.76,成熟肽的B区和A区有6个保守的半胱氨酸残基,形成3对二硫键,起到了稳定IGF-Ⅰ三维结构的作用。与其它物种的IGF-Ⅰ比对后发现A、B区域比较保守,C、D区域保守性较差;E区域的分析结果表明,大黄鱼IGF-ⅠcDNA序列为Ea-4亚型。核苷酸同源性分析发现,大黄鱼IGF-ⅠcDNA与美国红鱼同源性最高,为99.47%;与斜带石斑鱼、金头鲷和褐牙鲆的同源性依次降低,分别为97.68%、97.50%和95.90%。     

泥蚶(Tegillarca granosa)精氨酸激酶的基因克隆与表达

利用PCR扩增技术,从泥蚶的cDNA文库中克隆出了精氨酸激酶(arginine kinase)基因,并进行了原核表达.精氨酸激酶是调节能量代谢的重要酶类,在无脊椎动物体内能量平衡过程中起重要作用.结果表明,泥蚶的精氨酸激酶全长1601bp,包括5'非翻译区(5'-UTR)序列332bp,3'非翻译区(3'-UTR)序列...     

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。     

大菱鲆趋化因子CCL34基因的鉴定及其响应细菌感染的表达特征

为了研究大菱鲆(Scophthalmus maximus)中趋化因子(Chenokine)的特征及其在大菱鲆免疫过程中发挥的作用,设计了本文中的实验。本实验从大菱鲆基因组和转录组数据库中鉴定了一个硬骨鱼特有的趋化因子CC亚家族成员—CCL34,并选取大菱鲆的8个健康组织以及2种细菌感染后的肠道和皮肤组织,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)对其表达特征进行研究。序列分析结果显示该趋化因子全长mRNA包含1个327 bp的5’非编码区(UTR),1个246 bp的3’非编码区,和1个编码103个氨基酸残基长度为312 bp的开放阅读框(ORF)。此CCL34基因含有4个外显子和3个内含子。通过系统发育分析、共线性分析,将该大菱鲆趋化因子命名为CCL34。实时荧光定量PCR表明CCL34在大菱鲆健康组织中普遍表达,尤其在肾脏、肝脏、皮肤中有高水平表达。鳗弧菌(Vibrio anguillarum)和无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)感染后,肠道组织CCL34基因表达量较对照组显著性上调(p<0.05),这表明CCL34可能在大菱鲆的肠道粘膜免疫中起重要作用。本研究为趋化因子家族功能的研究奠定了基础,为增强鱼类免疫力和抗病能力提供了理论依据。     

文蛤C型凝集素基因(Mm-Lec1)的克隆与表达分析

文蛤(Meretrix meretrix)是我国重要的滩涂养殖贝类,病害严重影响文蛤增养殖业,研究文蛤的免疫机制有助于解决文蛤的病害问题。C型凝集素(C-type lectin)参与先天免疫,在识别病原相关分子模式和激活体液免疫因子等方面发挥重要作用。本研究检索已构建的文蛤全长cDNA 文库,经过Blast比对得到了文蛤C型凝集素1(Mm-Lec1)基因的全长cDNA序列。Mm-Lec1序列全长586 bp,5'和3'非翻译区(UTR)的长度分别为21 bp和79 bp,开放阅读框长度为486 bp,编码161个氨基酸,分子量为18.65 kD,理论等电点为4.98。预测的氨基酸序列中含有信号肽(Met1-Ser19)、糖识别结构域(CRD)和糖结合位点(QPN)。Mm-Lec1的三级结构是紧凑型,含有β片层结构。同源性分析结果表明,Mm-Lec1与其他物种C型凝集素相似度在20%~32%;邻接法(Neighbor-Joining, NJ)进化树分析结果表明,Mm-Lec1与紫贻贝CTL 6和栉孔扇贝CTL A聚为一支。实时荧光定量分析结果显示,Mm-Lec1在文蛤鳃、肝胰腺、闭壳肌、外套膜、性腺和血细胞中均表达,其中鳃表达量最高,血细胞次之,性腺中表达量最少;在鳗弧菌(Vibrio anguillarum)刺激实验中,6 h时Mm-Lec1在血细胞中的表达量最低,48 h表达量最高,暗示Mm-Lec1参与文蛤抵御细菌入侵的免疫过程。