企鹅珍珠贝Dmrt2基因的克隆及表达分析

本研究利用RACE-PCR技术获得企鹅珍珠贝(Pteria penguin)一个Dmrt2基因cDNA的全长序列,通过荧光定量PCR分析Dmrt2基因在各组织中的表达特征,以及在早期卵巢、成熟期卵巢、早期精巢、成熟期精巢和排放期精巢中的表达变化。结果表明,Dmrt2基因全长1 257bp,其中开放阅读框(open reading frame,ORF)为951 bp,编码316个氨基酸,5′非编码区(untranslated region,UTR)为52 bp,3′UTR为254 bp,第20位到第73位氨基酸为DM结构域。预测其分子质量为36.61ku,等电点为9.80。氨基酸序列比对显示该企鹅珍珠贝Dmrt2基因与黑蝶真珠蛤(Pinctada margaritifera)和马氏珠母贝(Pinctada martensii)的Dmrt2基因同源性(identity)最高,分别为46.0%和45.7%。其中在DM结构域高度同源。荧光定量PCR分析组织表达特征显示,Dmrt2在企鹅珍珠贝的外套膜、鳃、消化盲囊、足、精巢和卵巢均有表达,其中在精巢中表达量最高(P0.05),足为其次,在闭壳肌中没有检测到Dmrt2表达。对性腺发育不同时期的表达量分析发现,Dmrt2在发育早期和成熟期卵巢中表达量都很低,在发育早期精巢中表达量较高,在成熟期精巢检测到最大表达量(P0.05),到精巢排放期表达显著下降,推测Dmrt2可能与企鹅珍珠贝精巢的发育有关,可能参与了企鹅珍珠贝雄性性别分化和性腺发育这一生理过程。     

刺参真核翻译起始因子基因(eif2s1)的cDNA 克隆及表达分析

夏眠是刺参(Apostichopusjaponicas)应对夏季高温低氧等不良环境的重要生存策略,而抑制高耗能的蛋白合成则是夏眠期机体有效降低能耗的重要环节。真核翻译起始因子eIF2是启动蛋白翻译的关键因子,在蛋白合成调控中发挥了重要作用。本研究克隆分析了刺参翻译起始因子eIF2α亚基(eif2s1基因)全长cDNA序列及结构特征,并测定了其在夏眠期间的时空表达模式。结果表明:刺参eif2s1基因序列较保守,与紫海胆该基因同源性最高。同时,刺参eif2s1基因在深度夏眠期组织中出现了不同程度的表达抑制,可能参与了刺参夏眠蛋白抑制调控。     

大黄鱼EBI3基因的克隆与表达分析

通过克隆大黄鱼(Larimichthys crocea)的EBI3(Epstein-Barr virus-induced gene 3)基因并对其进行了序列分析.大黄鱼EBI3(Lyc EBI3)基因开放阅读框长747bp,编码248个氨基酸,存在1个信号肽序列和2个FN3结构域(37~130,145~230).多序列比对发现Lyc EBI3分子与其他已知EBI3氨基酸水平一致性为27.68%~57.53%.Real-time PCR结果表明,Lyc EBI3基因在脾脏和血液中表达量最高,且溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)刺激后,大黄鱼头肾和脾脏中Lyc EBI3基因的转录水平会显著升高,说明Lyc EBI3基因可能参与了抑制由细菌引起的炎症反应.     

大黄鱼( Larimichthys crocea ) CRFB13 基因的克隆与表达分析

IFN-γ是哺乳动物的一个关键免疫调节因子,通过特异性地结合IFN-γ受体1(IFNGR1)和IFN-γ受体2(IFNGR2)组成的异源四聚受体复合物,来发挥其生物学功能.目前,在鱼类中已经克隆出IFNGR1基因的2个亚型:细胞因子受体家族B 13(CRFB13)和细胞因子受体家族B17(CRFB17).本研究从大黄鱼(Larimichthys crocea)中克隆得到了一个CRFB13基因(Lyc CRFB13),其开放阅读框全长1 158个核苷酸,编码由385个氨基酸组成的1个蛋白.Lyc CRFB13蛋白具有典型的II型细胞因子受体特征,包括1个信号肽、1个胞外的FN III-like结构域,1个单次跨膜结构域,以及胞内的JAK1和STAT1结合位点.氨基酸序列分析表明鱼类的CRFB13都具有JAK1和STAT1结合位点.系统进化分析表明鱼类的2种IFNGR1,CRFB13和CRFB17形成2个独立的分支,Lyc CRFB13和鱼类的CRFB13聚在一起,与雀鲷(Stegastes partitus)CRFB13的亲缘关系最近.组织分布显示Lyc CRFB13为组成型表达,在大黄鱼鳃中的表达量最高,而在小肠中的表达量最低.Poly(I:C)刺激后,大黄鱼鳃和头肾中CRFB13的mRNA转录水平都显著升高.此外,poly(I:C)和LPS还能够诱导大黄鱼头肾白细胞中Lyc CRFB13的表达,这些结果表明Lyc CRFB13可能在大黄鱼抗病毒、抗细菌免疫反应中发挥重要作用.     

海蜇dmrta2基因的克隆及其在横裂生殖中的表达分析

Dmrt基因家族在后生动物性别决定与分化以及组织和器官的形成等发育过程中发挥着重要作用。为探究dmrt家族基因在海蜇(Rhopilema esculentum)横裂生殖中的功能,本研究以海蜇转录组测序获得的dmrta2基因片段为基础,通过RACE技术获得了海蜇dmrta2基因的cDNA全长,并分析了其在横裂生殖不同时期的表达模式。结果显示海蜇dmrta2基因cDNA全长为1 804 bp,开放阅读框为1 011 bp,所编码蛋白质含336个氨基酸,分子质量为37.25 kDa,理论等电点为9.11。预测海蜇dmrta2编码蛋白为亲水性蛋白质,无跨膜区域,不含信号肽。在33至79位氨基酸之间具有dmrt基因家族保守的DM结构域,与珊瑚、果蝇等物种的同源基因相应区域高度一致。系统进化分析显示,海蜇DMRTA2与鹿角珊瑚DMRTA2和DMRT3以及海葵DMRTA2的亲缘关系最近。原位杂交显示dmrta2基因在海蜇横裂生殖后期主要表达于感觉缘叶原基位置,在初生碟状体中表达于感觉棍位置。研究结果表明,dmrta2基因参与海蜇横裂生殖过程,可能主要与感觉棍神经系统的分化发育相关,研究为进一步解析海蜇等钵水母横裂生殖的分子调控机制提供了基础数据。     

牙鲆dmrt1 基因的克隆及其与P450arom 基因的组织表达分析

通过基因组步移和3’RACE获得了牙鲆(Paralichthys olivaceus)dmrt1的cDNA全序列,该基因开放阅读框全长909bp,其编码的蛋白具有高度保守的DM结构域,5’UTR区含有性别相关转录因子Sox9和Sox5的结合位点。牙鲆dmrt1基因只在牙鲆的性腺中表达,且在精巢中的表达明显高于卵巢,表明牙鲆的dmrt1可能是一种性别相关基因。同时,对牙鲆的另一性别相关基因P450arom在成体各组织的表达分析结果表明,该基因除在牙鲆的性腺中有表达外,在肾脏、脾脏、鳃和脑等其他组织中也有不同程度的表达。牙鲆P450arom基因在性腺中的表达也存在两性差异,其表达模式与dmrt1的正好相反,在卵巢中的表达量明显高于精巢。     

九孔鲍BMP-2基因cDNA克隆及表达分析

为探究BMP-2基因在九孔鲍(Haliotisdiversicolorsupertexta)中的功能,采用cDNA末端快速扩增(RACE)技术从九孔鲍外套膜中获得了BMP-2基因cDNA全长,并用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测了BMP-2基因在各组织和发育时期的表达水平。结果表明:九孔鲍BMP-2基因cDNA全长2572bp,其中5′非编码区(5′UTR)123bp, 3′非编码区(3′UTR)1150bp,开放阅读框(ORF)为1299 bp,编码432个氨基酸,其分子质量为48.59ku,理论等电点(pI)为9.84;具有N端信号肽(1-39 aa)、TGF-β前肽区域(63-294 aa)和TGF-β成熟肽区域(331-432 aa),以及蛋白酶水解位点RLRR (272-275 aa)和7个保守的半胱氨酸残基,符合TGF-β超家族蛋白典型结构特征。系统进化树结果显示九孔鲍BMP-2基因和耳鲍聚为一支。qRT-PCR结果表明BMP-2基因在九孔鲍的6个组织中均有表达,在足、右侧壳肌、外套膜及肝脏中显著高表达;在检测的7个发育时期均表达,其中在受精卵、4细胞、8细胞、原肠胚、稚鲍时期表达量显著高于卵、幼鲍时期。研究表明BMP-2基因可能在九孔鲍贝壳形成中具有重要作用。     

拟穴青蟹MnSOD基因的克隆及表达分析

超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)可清除生物体内超氧阴离子自由基,有效地预防氧自由基对有机体的伤害。本研究从拟穴青蟹（Scylla paramamosain）的性腺中克隆了两种SOD基因的全长cDNA, 分别为线粒体型锰型超氧化物歧化酶基因（SpmtMnSOD）和细胞质型锰型超氧化物歧化酶基因（SpcytMnSOD）。SpmtMnSOD基因cDNA全长1 154 bp,编码218个氨基酸,含有16个氨基酸的靶向线粒体的信号肽;SpcytMnSOD基因cDNA全长1 184 bp,编码286个氨基酸,未发现信号肽序列。两种MnSOD均含有锰型SOD的标签序列,以及4个保守的锰离子结合位点。荧光定量PCR分析显示SpmtMnSOD和SpcytMnSOD均主要在代谢活跃或参与免疫的心脏、鳃、卵巢和肝胰腺等器官中表达;均在卵巢O6期（完全成熟期）显著高于其他卵巢发育阶段,在精巢发育过程中表达量低,且没有显著性差异,推测其主要参与卵巢成熟过程自由基的清除。在副溶血弧菌（Vibrio parahemolyticus）感染后,SpmtMnSOD的表达量在鳃中（12 h）有所增加（P<0.05）,SpcytMnSOD的表达量在肝胰腺（12 h）和鳃（3、12 h）中显著升高（P<0.05）;在肽聚糖（peptidoglycan,PGN）刺激后,SpmtMnSOD的表达量在肝胰腺中（3、6、12 h）显著上升（P<0.05）,SpcytMnSOD的表达量在肝胰腺（3、6、12 h）、鳃（6、24 h）和血（6、12 h）中均显著上调（P<0.05）;在聚肌苷酸胞苷酸（polyinosinic:polycytidylic acid, Poly I:C）刺激后,SpmtMnSOD的表达量在肝胰腺（6、12 h）、鳃和血（3、6 h）中均显著增加（P<0.05）,SpcytMnSOD的表达量在肝胰腺（12 h）、鳃（6、12 h）和血（3、6 h）中均显著增加（P<0.05）。推测这两种SOD参与了青蟹对外界环境的应激反应,对青蟹清除免疫应激产生的自由基起重要作用。     

牙鲆Lhx1基因的克隆和表达分析

Lhx1基因对于哺乳动物卵巢缪勒氏管的形成具有重要作用, 但鱼类中的报道仅限于其在体轴和肾脏形成中的作用, 尚未见到其与性别及性腺发育相关的报道。本研究克隆获得了牙鲆(Paralichthys olivaceus)Lhx1a和Lhx1b开放阅读框(ORF)序列, 长度分别为1224 bp 和1206 bp (GenBank 注册号为:JX999940、JX999941), 同源序列比较显示牙鲆Lhx1a和Lhx1b基因均具有两个LIM 及一个HOX 结构域, 符合Lhx1进化保守性。这两个基因在牙鲆雌、雄成鱼各组织RT-PCR 差异表达谱不尽相同, Lhx1a在精巢中弱表达, 卵巢中不表达, 在其他组织中雌、雄表达谱差异不大, 都只在脑和眼组织有弱表达;而Lhx1b的表达在性腺中相对较高, 且卵巢的表达量高于精巢。进一步检测牙鲆Lhx1a和Lhx1b在雌、雄性腺发育各期的表达谱, 发现这两个基因表达集中于Ⅲ、Ⅳ期性腺, Lhx1a在精巢中弱表达, Lhx1b卵巢中的表达明显高于精巢, 而在Ⅰ、ⅡII、Ⅴ期性腺几乎均不表达。由此推断牙鲆Lhx1a 和Lhx1b均为性别相关基因, 但在两性性腺发育中的作用可能各有不同。     

大菱鲆周期蛋白依赖激酶基因cdk1、cdk6克隆及表达分析

通过同源克隆以及5′/3′RACE的方法扩增得到大菱鲆(Scophthalmus maximus)细胞周期蛋白依赖激酶基因cdk1和cdk6的全长c DNA序列,在m RNA水平上分析了它们组织表达特征,并对比分析了静水压处理对其胚胎期表达的影响。结果显示,cdk1基因全长c DNA序列为1281 bp(Gen Bank登录号:KP339306),编码区为912 bp;cdk6基因c DNA全长1400 bp(Gen Bank登录号:KT186374),编码区长度为978 bp。组织RT-PCR分析表明,cdk1基因表达具有广泛性,在性腺、肾脏等生长发育较快的组织中表达量较高;cdk6基因也在多个组织中表达,在性腺中表达量最高。通过Real time RT-PCR检测基因在胚胎中的表达水平发现,静水压处理组cdk1、cdk6在胚胎发育中,总体变化趋势与对照组类似。大菱鲆胚胎对照组中cdk1在原肠期以前相对神经胚期及以后时期表达量较高,静水压处理组基因表达变化与对照组趋势相同;对照组中cdk6在原肠期出现表达高峰,但静水压处理组在原肠期表达量相对较低。静水压处理对cdk1和cdk6的表达量的影响不同,这可能与基因还有除调控细胞周期的其他功能有关。为解析这两个基因在大菱鲆胚胎发育中的作用及其机制提供了参考。     

企鹅珍珠贝非致死性DNA提取方法的研究

在企鹅珍珠贝遗传育种研究中,为保证在贝类存活的条件下获得其DNA信息,采用企鹅珍珠贝(Pteria penguin)贝壳边缘和足丝研究非致死性DNA提取方法。不同于贝壳获取过程中会对实验贝体产生一定损伤,足丝是无生命的细胞外纤维束,其获取方法简单且属于非损伤性取样,对实验贝几乎无伤害,是潜在的获取具足丝贝类基因组DNA的优良材料。本研究采用脱钙与未脱钙两种处理方式,并结合海洋动物组织基因组DNA提取试剂盒法及有机溶剂萃取法(OSE)提取贝壳及足丝DNA,对获得的贝壳DNA及足丝DNA进行PCR扩增。结果显示,足丝有机溶剂法(OSE法)提取效率显著高于贝壳DNA提取方法,脱钙足丝与未脱钙足丝的DNA提取效率无显著差异,分别为(0.016 7±0.002 9)μg/mg和(0.016 1±0.003 1)μg/mg。未脱钙足丝的OSE法获得的DNA产物纯度最优, A260/280值为1.400 0±0.040 0,A260/230值显著高于贝壳DNA及足丝DNA的其他提取方法,为0.910 0±0.080 0。除脱钙贝壳OSE法外,其他所有DNA提取方法均可用于后续PCR扩增,测序结果表明...     

织锦巴菲蛤(Paphia textile)过氧化氢酶基因cDNA全长克隆、序列同源分析与组织表达

Catalase is an important antioxidant protein that can protect organisms against various forms of oxidative damage by eliminating hydrogen peroxide. In this study, the catalase c DNA of Paphia textile(Pt CAT) was cloned using RTPCR and rapid amplification of c DNA ends(RACE). Pt CAT is 1 921 bp long and consists of a 5′-UTR of 50 bp, a 3′-UTR of 349 bp, and an ORF of 1 542 bp that encodes 513 amino acids with a molecular weight of 58.4 k D and an estimated isoelectric point of 8.2. Sequence alignment indicated that Pt CAT contained a highly conserved catalytic signature motif(~(61)FNRERIPERVVHAKGAG~(77)), a proximal heme-ligand signature sequence(~(352)RLFSYSDP~(359)), and three catalytic amino acid residues(H~(72), N~(145), and Y~(356)). Pt CAT also contains two putative N-glycosylation sites(~(34)NKT~(36) and ~(437)NFT~(439)) and a peroxisome-targeting signal(~(511)AQL~(513)). Furthermore, Pt CAT shares 53%–88% identity and 29%–89% similarity with other catalase amino acid sequences. Pt CAT m RNA was present in all tested organs, including the heart, digestive gland, adductor muscle, gonad, gill, and mantle, but its expression was highest in the digestive gland. High-temperature-induced stress produced two expression patterns of Pt CAT m RNA: first, an initial up-regulation followed by a down-regulation in the heart, digestive gland, and gonad and, second, consistent down-regulation in all other organs. These results demonstrate that Pt CAT is a typical member of the catalase family and might be involved in the responses to harmful environmental factors.     

真蛸FAXDC2基因的克隆及其表达分析

FAXDC2(fatty acid hydroxylase domain-containing protein 2)是脂肪酸羟化酶家族中的成员,在脂肪酸的合成与代谢中发挥重要功能。真蛸(Octopus vulgaris)是中国南方近海的经济种类,为了研究饥饿对真蛸FAXDC2(OvFAXDC2)基因表达的影响,本研究从课题组真蛸转录组数据库中筛选获得OvFAXDC2基因序列。采用从头至趾方法进行验证,最终获得OvFAXDC2的cDNA全长序列共1384 bp。它包含100 bp的5′非编码区(UTR)、228 bp的3′UTR和1056 bp的开放阅读框(ORF), ORF共编码351个氨基酸,预测其分子量为3.98 kDa,理论等电点为8.93。系统进化树分析显示,真蛸和加州双斑蛸(O. bimaculoides)聚为一支,而与其他无脊椎动物分开。实时荧光定量PCR分析表明, OvFAXDC2在消化腺中表达量最高,在鳃和鳃心中次之。在幼体饥饿试验中,随着时间的推移, OvFAXDC2表达量先升后降,在第三天达到最高,表明OvFAXDC2表达量的变化趋势可作为幼体代谢是否正常的一个指标。     

日本囊对虾Marsupenaeus japonicus)组织蛋白酶D基因克隆及表达分析

组织蛋白酶D是溶酶体天冬氨酸蛋白酶家族的主要成员,广泛参与动物机体细胞内蛋白质的降解过程,对维持细胞稳态和正常代谢具有重要的作用。为研究组织蛋白酶D在甲壳动物非特异性免疫和幼体发育过程中的作用,本研究采用RACE技术首次克隆得到日本囊对虾组织蛋白酶D基因cDNA序列,命名为MjCatD,其中开放阅读框长为1161 bp,编码386个氨基酸残基。序列分析和同源建模显示该基因编码的蛋白含有保守的N-糖基化位点、天冬氨酸蛋白酶签名序列、酶活化位点和非消化性组织蛋白酶D的特征序列,并且呈保守的双叶形结构。同源性比较和系统进化分析发现,MjCatD与斑节对虾、美洲螯龙虾和脊尾白虾相似性较高,并且与它们紧密聚为一支。实时荧光定量PCR结果显示,MjCatD基因在日本囊对虾多个组织中均有表达,其中肝胰腺中表达量最高。在白斑综合征病毒(white spot syndrome virus, WSSV)感染后3～24 h日本囊对虾肝胰腺中MjCatD的表达量逐渐下降,而在48 h急剧上调至最高表达量并且与对照组差异极显著(P<0.01)。此外,MjCatD基因在幼体发育不同阶段中也表现出明显的变化趋势。以上研究表明,MjCatD基因可能参与日本囊对虾先天免疫反应和幼体发育过程。     

中国明对虾TOR 基因的克隆及精氨酸、亮氨酸对其表达的影响

首次从中国明对虾(Fenneropenaeus chinensiss)肌肉组织中克隆得到TOR基因的cDNA,全长共7 638 bp,开放阅读框7 389 bp,编码2 462个氨基酸。氨基酸序列比对和结构域分析均证实其为目前已知的TOR激酶的同源蛋白。应用实时定量PCR的方法研究TOR在中国明对虾中的组织分布特异性,以及注射等浓度的亮氨酸和精氨酸后,肌肉组织中TOR mRNA表达水平在3,6,12,24 h的变化,探讨营养水平对TOR基因表达的影响。结果显示,注射亮氨酸和精氨酸24 h的对虾TOR mRNA表达量是对照组的3~4倍,显著升高(P0.05),证实氨基酸对TOR的表达具有调节作用。     

泥蚶HDAC1基因cDNA全长、内含子克隆及时空表达特征分析

HDAC1作为HDACs家族中重要成员,可使组蛋白去乙酰化进而调节基因表达,在细胞分化和胚胎早期发育中起重要作用。本文利用SMART RACE技术克隆得到泥蚶HDAC1(Tg-HDAC1)基因的cDNA全长序列,并对其内含子进行扩增及不同组织、不同发育时期的定量表达。结果发现:Tg-HDAC1基因的cDNA序列全长为2275 bp,开放阅读框(ORF)1587 bp,编码528个氨基酸;Tg-HDAC1蛋白序列与斑马鱼、鸡、小鼠等的相似性都在80%以上,表明该蛋白氨基酸序列在物种进化过程中具有保守性;在Tg-HDAC1基因中扩增出13个内含子,均存在于开放阅读框中,且都遵循GT-AG原则;荧光定量PCR(qRT-PCR)分析结果显示,Tg-HDAC1基因在成体血液、内脏团、外套膜、鳃、斧足和闭壳肌6个组织中均有表达,而在足中的表达量最高,且与其余5组织中的表达量有极显著差异(P<0.01),说明它对该组织生长具有重要作用。不同发育时期的表达差异结果表明,Tg-HDAC1基因在担轮幼虫期表达量最高,显著高于其他发育时期(P<0.05)。     

瘤背石磺表皮生长因子基因的克隆、结构及进化分析

首次在瘤背石磺(Onchidium struma)中克隆得到一种新的表皮生长因子(EGF)的cDNA序列全长。EGF基因cDNA的全长为1158bp,命名为Os-egf1,其中开放阅读框长度为846 bp,编码一条包含281个氨基酸残基的多肽链。根据氨基酸序列比对和结构域分析结果发现其含有2个保守的EGF结构域和1个EGF-like结构域,每个结构域中均包含至少6个半胱氨酸残基,且形成CX7 CX4-5 CX10-13CXCX8 C结构,其结构域由C1~C3、C2~C4和C5~C6之间形成的3个二硫键维持,符合表皮生长因子家族及其相关蛋白的特征结构域,但其余氨基酸序列与现有相关基因差异较大,推测可能是一种新的EGF-like基因。利用MEGA6.0软件构建Os-egf1与EGF家族相关蛋白的系统进化树,表明EGF家族蛋白具有一定的物种特异性。