长牡蛎(Crassostrea gigas)微卫星克隆快速分离及特性分析

采用磁珠杂交选择和PCR筛选法，从长牡蛎DNA选择片段文库中，快速分离含有微卫星序列的阳性克隆。结果表明，在筛选的200个白色菌落中，56个克隆含有重复次数5以上的微卫星序列，其中41个(20．5％)有随机侧翼区，可以进行引物设计，12个缺乏足够的侧翼序列，3个为中断的微卫星序列。此外，还获得两个小卫星克隆。在获得的微卫星序列中，完全的占54．7％，不完全的占20．8％，复合的占24．5％。除探针中使用的CA重复单元外，还观察到CT、ACT、CGCA、CACT、GACT、GCAC、CCTTA和CCTCA的重复序列。微卫星重复次数主要集中在5-30次之间，占71．7％，最高为60次。本研究中构建的长牡蛎(CA)n富集微卫星文库将为以后开发未知微卫星标记提供帮助。     

长牡蛎(Crassostrea gigas)野生与选育群体的微卫星遗传多样性分析

为了评估长牡蛎(Crassostrea gigas) 2个壳长性状(掌心形)快速生长选育群体(LY2-K4、LY2-K7)、1个壳高性状(速生型)快速生长选育群体(LY2-K11)和6个野生群体(QHD、LS、HD、ZH、WD、KTD)的遗传多样性和遗传结构, 用21对多态性丰富的微卫星引物对9个长牡蛎群体的269个个体进行了遗传分析。结果显示: 21个微卫星位点共检测出了460个等位基因(N_a),平均等位基因数为21.905; 21个微卫星位点的多态信息含量(PIC)均大于0.5, 具有高度遗传多态性; 选育群体LY2-K11的遗传多样性最低(N_a=13, I=2.128,H_e=0.831, PIC=0.825), 野生群体KTD的遗传多样性最高(N_a=29,I=3.112, H_e=0.941, PIC=0. 938); 189个群体位点组合有66%偏离哈代-温伯格平衡, 表明这些群体存在一定程度的杂合子缺失; 9个群体间的遗传分化指数(F_st)为0.012~0.064, 处于较低的遗传分化水平; AMOVA分析显示遗传变异主要来自于个体内; PCoA分析结果与UPGMA聚类树一致, LY2-K11群体单独聚为一类, QHD和HD群体聚为一类, 其他6个群体聚为一类。综上所述, 长牡蛎3个选育群体和6个野生群体遗传多样性均较高, 遗传分化水平较低; 选育群体LY2-K11多样性略有下降, 选育过程中应保证亲本的数量及质量, 防止因近交衰退造成遗传多样性降低, 苗种抗逆性变差。该结果将为长牡蛎新品种的选育和野生种质资源的保护提供科学指导。     

长牡蛎(Crassostrea gigas)中ChIP-seq 方法的建立

染色质免疫共沉淀技术(ChIP)作为研究DNA 结合蛋白与DNA 相互作用最有力的工具, 越 来越受到重视。但目前该技术在牡蛎等贝类中的应用尚未见相关报道。为了研究长牡蛎早期胚胎发 育过程中表观遗传信息的变化模式, 本文在长牡蛎胚胎中探索并建立了一套完整的染色质免疫共沉 淀方法, 构建了高质量的高通量测序文库, 首次获得了牡蛎全基因组水平的组蛋白H3K4me3 修饰分 布, 从而为研究牡蛎的表观遗传调控奠定了基础。     

基于RNA-seq数据分析长牡蛎(Crassostrea gigas)天然免疫的可变剪接事件

大部分无脊椎动物缺乏基于经典抗体和记忆细胞的适应性免疫, 因而天然免疫在无脊椎动物免疫防御中发挥不可或缺的作用。可变剪接正是产生天然免疫多样性和特异性的重要途径。牡蛎(Crassostrea)是全球范围内的大宗养殖贝类和我国产量最高的海水养殖贝类, 理解其天然免疫系统的多样性和特异性对牡蛎病害防治和养殖业健康可持续发展至关重要。通过对不同病原诱导以及诱导后不同时间的转录组进行生物信息分析, 系统地研究了长牡蛎天然免疫应激反应的可变剪接事件。发现在弧菌诱导下可变剪接事件的总数显著增加, 表明弧菌的感染会诱导长牡蛎可变剪接事件的产生。对病原诱导后可变剪接体的组成类型及表达量显著变化的基因的功能富集分析, 表明免疫系统相关功能被显著富集, 病原感染不同阶段以及不同病原感染后可变剪接体的组成类型和表达量均不一致, 表明长牡蛎免疫系统可通过可变剪接产生免疫响应的特异性和多样性。研究结果为长牡蛎等无脊椎动物天然免疫多样性和特异性提供了典型实例, 也为长牡蛎病害防御提供了理论支撑。     

长牡蛎(Crassostrea gigas)黑色壳表面微生物多样性的研究

为探究自然海区与室内养殖环境对软体动物壳色及壳表面细菌群落多样性的影响，以黑色壳长牡蛎（Crassostrea gigas）为研究对象，在自然海区与室内环境分别暂养30 d后，对长牡蛎的壳色及壳表面细菌群落的多样性和差异细菌功能进行分析。结果表明，室内养殖的黑壳长牡蛎出现较为明显的壳褪色现象，其黑色素含量显著下降，远低于自然海区养殖的黑壳长牡蛎。16S rRNA基因测序结果显示，变形杆菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、蓝细菌（Cyanobacteria）为长牡蛎壳表面的主要优势菌，其中变形杆菌的丰度超过50%。在门水平上，放线菌（Actinobacteria）、俭菌超门（Parcubateria）和Bacterial rice cluster 1（BRC1）在室内、外养殖长牡蛎之间存在较为显著的差异（P<0.05），而具有降解作用的放线菌和俭菌超门细菌在室内养殖的黑壳长牡蛎壳表面丰度较高。在属水平上，两组之间存在显著差异的细菌共计67种。该研究揭示了不同生境条件下，黑壳长牡蛎壳表面的微生物群落物种组成及差异，为解析长牡蛎壳色的形成机制提供了新的分析视角。     

长牡蛎(Crassostrea gigas)多代近交与自交家系遗传差异及生长性状比较

在良种选育过程中,为了尽快得到稳定可遗传的优良性状,常采用近交方式进行纯系选育,而近交会导致群体的遗传多样性下降。为了解长牡蛎(Crassostrea gigas)多代近交和自交家系的遗传多样性、遗传结构和生长情况,本实验选用长牡蛎近交4代(F4代)、近交5代(F5代)家系和雌性同体自交1代(自交1代)家系,采用8对多态性高的微卫星序列进行分析,同时对其成体的三个时间点生长数据进行了显著性差异分析。实验结果表明,8对微卫星位点在野生对照组中表现出较高的多态性,F4代、F5代和自交1代3个家系的遗传多样性明显下降,平均等位基因数(Na)由17.00下降到2.00,平均观测杂合度(Ho)由0.538下降到0.449,平均多态信息含量(PIC)由0.826下降到0.297;哈迪-温伯格平衡(HWE)检验结果显示,8个位点在三个家系和野生对照组中均不同程度偏离HWE平衡(P0.0062)。F4代、F5代、自交1代和野生对照的生长性状指标分析表明,和野生对照相比,三个家系生长指标明显提高,对于自交一代而言,与自交实验组亲本选择的偶然性有关。同时,三个家系三个时间点的壳长、壳宽生长性状没有显著性差异(除330日龄壳宽和630日龄壳长),F5代生长性状指标壳高和湿重均大于F4代和自交1代,且差异显著;但F4代和自交1代之间没有显著性差异。通过本研究发现,F5代可以继续用来进行生长性状新品系的选育,自交1代多样性降低程度相当于F5代,但多样性的降低对成体的生长性状影响不明显,仍可以用做相关实验材料。     

长牡蛎(Crassostrea gigas)代谢率的季节变化及其与夏季死亡关系的探讨

2002年6月—2003年9月,在中国北方重要养殖海区桑沟湾,采用呼吸瓶法现场研究了两种不同规格长牡蛎(Crassostrea gigas)的耗氧率、排氨率及氧氮比的季节变化,从代谢水平探讨了长牡蛎夏季死亡的原因。结果表明,长牡蛎的耗氧率、排氨率以及氧氮比均具有明显的季节变化(P<0.001)。三龄牡蛎的个体耗氧率7月份最高[2.86mgO2/(ind·h)],1月份最低[0.07mgO2/(ind·h)];个体排氨率8月份最高[6.45μmol NH4-N/(ind·h)],1月份最低[0.47μmolNH4-N/(ind·h)];一龄牡蛎个体耗氧率和排氨率的变化范围分别为0.01—1.38mgO2/(ind·h)和0.04—1.66μmol NH4-N/(ind·h)。三龄个体单位个体耗氧率、排氨率高于一龄牡蛎,而单位软体干重的耗氧率、排氨率则小于一龄个体。一龄个体的氧氮比变化范围为16.7—58.0,10月份最高,一月份最低;三龄个体的氧氮比变化范围为8.7—64.0,6—7月份较高平均为52.7,8月份产卵后迅速下降到14.7,氧氮比的剧降表明该阶段长牡蛎代谢消耗了大量的蛋白质,使其体质脆弱,可能是引起三龄牡蛎夏季大量死亡的原因之一。     

多元PCR在黑鲍(Haliotis rubra)微卫星遗传研究中的应用

根据D03等11个微卫星引物单位点PCR扩增时优化的扩增条件(退火温度、MgCl2等)和11个微卫星引物所带有的荧光颜色、等位基因大小变异范围及反应的灵敏度，可将11个微卫星引物分成A组(D03、G04、B04和H08)、B组(A09、H11、A08和G01)和C组(CmrHrl．24、CmrHr2．30和CmrHr2．23)进行多元PCR扩增，结果显示各组内位点之间的分离清晰，这表明多元PCR可以大大提高微卫星检测仪器的使用效率和提高实验效果，在微卫星研究中是一种快速便捷的方法。     

长牡蛎(Crassostrea gigas)不同组织中蛋白酶的分布及冷藏过程中酶活力与鲜度变化

以长牡蛎(Crassostrea gigas)为研究对象,采用酶活力测定和Western blotting鉴定牡蛎不同组织中氨肽酶、胰蛋白酶型丝氨酸蛋白酶、组织蛋白酶等几种主要蛋白酶的分布,探讨牡蛎肉在4°C冷藏过程中酶活力和鲜度指标的变化规律。结果显示:在牡蛎的外套膜、鳃、闭壳肌和性腺-内脏团四种组织中,亮氨酸氨肽酶、丙氨酸氨肽酶、精氨酸氨肽酶均有较高酶活力;胰蛋白酶型丝氨酸蛋白酶主要分布于性腺-内脏团,在另外三种组织中活性较低;组织蛋白酶B和B+L绝大部分在性腺-内脏团中表达。在4°C冷藏过程中,酶活力发生明显变化,经7d冷藏后,性腺-内脏团中亮氨酸氨肽酶的酶活力为初始值的25.15%,丙氨酸氨肽酶的酶活力为初始值的31.65%,精氨酸氨肽酶的酶活力为初始值的23.19%;组织蛋白酶B和B+L的酶活力分别是初始值的2.59和4.23倍;胰蛋白酶型丝氨酸蛋白酶酶活力上升44%。随着冷藏时间的延长,牡蛎的鲜度指标发生变化:牡蛎pH值呈现先降低,9d后上升的趋势;氨基酸态氮含量由初始的(0.26±0.05)g/100g增加至第7d的(0.31±0.03)g/100g;挥发性盐基氮含量从(5.60±0.64)mg/100g上升至第7d的(17.50±0.37)mg/100g;SDS-PAGE分析显示,牡蛎冷藏过程中四种组织的蛋白质均发生了不同程度的降解。本研究揭示了牡蛎在短期冷藏过程中几种主要蛋白酶和鲜度指标的变化规律,为牡蛎的冷藏保鲜提供了参考。     

香港牡蛎(Crassostrea hongkongensis)与长牡蛎(Crassostrea gigas)种间杂种遗传力评估

以平衡巢式设计(1长牡蛎♂:3香港牡蛎♀)构建的45个香港牡蛎(Crassostrea hongkongensis)×长牡蛎(Crassostrea gigas)种间杂交家系为材料,对其生长、存活及产量性状狭义遗传力进行了评估,并对其两两对应性状表型相关及遗传相关进行了分析。结果表明:(1)生长性状的遗传力大小为0.6207—0.8785,以父系半同胞组内相关法估计的幼虫15日龄、稚贝180日龄、幼贝360日龄壳高遗传力分别为0.6355、0.4828、0.5787,其360日龄鲜重遗传力为0.7740;(2)存活性状的遗传力大小为0.2748—0.3957,以父系半同胞组内相关法估计的幼虫15日龄、稚贝180日龄、幼贝360日龄存活率遗传力分别为0.1900、0.2939、0.4064;(3)产量是生长与存活的共同作用结果,360日龄产量的遗传力及以父系半同胞组内相关法估计的遗传力分别为0.6706、0.5018。从其生长相关性上看,幼虫期与稚贝期出现了微弱负向相关;除了幼虫期与幼贝期的壳高及产量,及其稚贝期与幼贝产量间无相关性以外;其它的两两生长性状间均为显著正相关。从存活与产量的相关性上看,无论是表型性状,还是遗传性状均出现了积极的正相关,以遗传相关为主。本研究为建立远缘杂交育种方法和策略提供必要的理论依据。     

大刺鳅(Mastacembelus armatus)二、三、四碱基重复微卫星标记的筛选和特征分析

对大刺鳅(Mastacembelus armatus)进行简化基因组测序,开发二、三、四碱基重复类型的微卫星引物共105对(重复次数≥6),其中可稳定扩增的引物有50对(47.6%),通过多态性分析,发现有38个微卫星位点表现出多态性,从中随机选取三种重复类型微卫星各10对对北江群体进行遗传多样性分析,及各6对对澜沧江大刺鳅群体进行遗传多样性分析。结果显示,(1)在大刺鳅中二碱基重复微卫星位点筛选效率为50%,而三、四碱基重复的筛选效率分别为31.1%、35%。(2)北江群体的平均多态信息含量为0.649,比澜沧江群体(0.572)高,30个微卫星位点在北江群体中共检到235个等位基因,且93.3%的引物表现为高度多态水平,18个微卫星位点在澜沧江群体中共检到120个等位基因,66.7%的引物表现为高度多态水平。(3)二碱基重复的微卫星标记在两个野生群体检出的五项多态性指标高于三、四碱基重复。结果表明,二碱基重复的微卫星比三四碱基重复的微卫星具有更高的筛选效率和多态性,北江群体的遗传多样性比澜沧江群体高,本研究所筛选的引物可以应用于群体间遗传多样性分析和遗传图谱的构建,以及亲缘关系的鉴定等方面,为大刺鳅种质资源保护研究奠定分子基础。     

皱纹盘鲍(Haliotis discus hannai)WNT4基因生物信息学分析及与性腺发育相关性的研究

WNT4作为WNT基因家族的重要成员,在动物的性腺发育过程中起重要调控作用。从皱纹盘鲍(Haliotis discus hannai)转录组文库中获得WNT4基因的cDNA序列,该序列长2002 bp,包括5′非编码区(5′UTR)342bp,3′非编码区(3′UTR)595bp,开放阅读框(ORF)长度为1071bp,可以编码356个氨基酸。该蛋白序列与福寿螺(Pomaceacanaliculata)、长牡蛎(Crassostreagigas)、栉孔扇贝(Azumapectenfarreri)和厚壳贻贝(Mytiluscoruscus)的同源性分别为71.86%、 70.92%、 67.51%和65.32%。通过qRT-PCR分析WNT4基因在雌雄皱纹盘鲍不同月份不同组织中的表达特点,其结果显示,除肝胰腺外,WNT4基因在其雌雄个体不同月份的鳃、外套膜、肌肉和性腺中均有表达;在雌性个体性腺中, WNT4基因的表达量以7月份为最高,显著高于其他月份;其次为5、8月,显著高于6、9月的表达量;5月与8月、6月与9月之间均差异不显著。在雄性个体性腺中,不同月份WNT4的表达量7月8月9月5月6月; 7、8月的表达量均显著高于其他月份, 9月显著高于6月的表达量,与5月差异不显著,5月表达量与6月差异不显著。此外,WNT4基因在精巢的表达量均高于卵巢。原位杂交(ISH)结果显示, WNT4在5—9月雌性皱纹盘鲍性腺的卵母细胞和雄性性腺的结缔组织均有明显的蓝紫色杂交信号。皱纹盘鲍WNT4基因在各个组织均有表达,表明其的表达特点是广泛性的,参与多种组织细胞的生命过程;在不同月份性腺中的表达特征,推测其可能在两性性腺发育过程中发挥作用。     

基于基因组survey的横带髭鲷(Hapalogenys analis)微卫星位点筛选与特征分析

探究横带髭鲷(Hapalogenysanalis)的种质资源情况以及群体的遗传多样性和遗传结构,对于其增养殖实践尤为重要。微卫星分子标记在研究物种种质情况及遗传信息方面有很大优势。采用基因组survey测序方法开发横带髭鲷微卫星位点,结果表明,横带髭鲷基因组大小为543Mb;微卫星位点丰富,共检测到280 378个完美型微卫星位点,相对丰度为415.17个/Mb。二核苷酸重复是最丰富的微卫星类型(56.05%),其次为单核苷酸(29.20%)、三核苷酸(10.28%)、四核苷酸(2.99%)、五核苷酸(1.03%)、六核苷酸(0.45%)重复,短序列重复类型占95.53%。重复单元中A/T, TG/CA为优势重复单元,分别占总微卫星位点数的22.37%和21.98%;10次重复和6次重复的微卫星位点数量最多,占横带髭鲷基因组微卫星总数的14.60%和12.46%。利用筛选出的20对多态性微卫星位点扩增一个供试群体进行群体遗传学检测。结果表明,各位点等位基因数从5到13不等,均值为8.75个;平均观测杂合度(Ho)和期望杂合度(He)分别为0.808和0.863;多态信息含量(PIC)均...     

Establishment of microsatellite-based triplex PCR for parentage analysis of Chinese shrimp Fenneropenaeus chinensis

Through exploring the microsatellite primers from the random genome sequences of Chinese shrimp (Fenneropenaeus chinensis), some microsatellite primers were obtained with rich polymorphic genetic information, and a triplex PCR was established using three primers (RS1101, RS0683 and H081 primers). By adjusting the final concentration of Mg2 , dNTP and primers, and using a touch-town PCR program, the optimum amplification parameters of PCR system were obtained, which could successfully amplify the three primers in a PCR reaction. In the denatured PAGE gel, the amplified DNA fragments of three primers RS1101, RS0683 and H081 could be easily identified each other. For the triplex PCR system, the PPE (probabilities of paternity exclusion) is 0.967 9, and the DP (discrimination power) is 0.999 327. Using the triplex PCR to test ten individuals of a parentage and their parents, an individual was excluded from the parentage in all of the three microsatellite loci, which might be mixed into the parentage for some unknown reason such as factitious misplay. The triplex PCR will be of great practical value in identifying the parentages of F. chinensis.