许氏平鲉(Sebastes schlegelii)TRAF基因的鉴定及其响应杀鱼爱德华氏菌侵染的表达模式研究

TRAF是机体内一种具有信息传导作用的胞内因子, 承担多个受体家族的信号转导工作, 在固有免疫以及获得性免疫方面都发挥出重要作用。TRAF作为一类胞内接头蛋白, 对多条信号途径的活化具有一定的影响, 包括细胞的增殖、生存、凋亡、炎症反应、免疫反应等。目前已有研究表明鱼类中的TRAF基因也发挥重要的免疫防疫作用。以许氏平鲉为研究对象, 基于基因组和转录组的数据库, 进行了许氏平鲉TRAF基因家族的系统鉴定。在许氏平中共鉴定到9个TRAF基因, 并对这些TRAF基因的长度和氨基酸个数进行了统计分析。同时, 分析了这9个TRAF基因的结构特征。选取了包括许氏平鲉在内的6种鱼类进行了TRAF基因的共线性分析。结果显示, TRAF基因在硬骨鱼类中具有保守的共线性。通过系统发育分析, 更好地解析了TRAF家族基因的进化关系, 同时也证明了对其鉴定及命名的准确性。此外, 还进行了TRAF家族基因的蛋白质相互作用网络预测以及表达模式分析。通过蛋白质相互作用的网络分析, 得到TRAF基因与其互作蛋白的关联状况。在杀鱼爱德华氏菌侵染许氏平鲉后的不同时间点, 探究TRAF基因在杀鱼爱德华氏菌刺激下的表达模式。定量结果显示, 除TRAF4.1外, 其他TRAF基因在感染后均存在不同程度的上调。综上所述, 从分子水平上揭示了许氏平鲉TRAF家族基因的结构和功能, 揭示了TRAF可能依赖的免疫通路, 为进一步探究TRAF家族基因在许氏平先天免疫过程中的作用奠定了基础。     

CLONGING AND THE EXPRESSION ANALYSIS OF CYP19A GENE cDNA DURING THE REPRODUCTIVE CYCLE OF SEBASTES SCHLEGELI

从许氏平鲐脑组织中克隆到细胞色素P450芳香化酶（P450aromB）（CYP19B）基因核心功能区cDNA。结果表明,许氏平铀CYP19B主要功能区片段编码369个氨基酸,包括I-螺旋区、Ozol’s肽区及部分芳香化酶特异性保守区。RT-PCR分析表明,CYP19B在雌鱼和雄鱼各组织中表达情况不同,在雌鱼中表达较丰富,但是两者都在性腺和脑中有表达,且脑中的表达量高于性腺。生殖季节表达结果表明,CYP19B在繁殖前期表达较为丰富,退化期未见有表达。CYP19B在精巢处于Ⅲ期的许氏平鲐脑组织中表达最为丰富,在精巢发育Ⅳ期的脑组织表达量最低。上述研究结果说明,CYP19B在雌性和雄性许氏平鲐繁殖周期中均发挥重要生理作用。     

卵胎生鱼许氏平鲉(Sebastes schlegelii) 雌亲家系的微卫星鉴

本研究利用17对微卫星标记对4个许氏平雌本所生家系进行初步鉴别。结果表明,17个位点在家系#1中可以获得的雄亲等位基因数为1—2个,家系#2扩增的雄亲等位基因数为2—5个,另外2个家系中扩增的雄亲等位基因数为2—4个,未出现6个以上等位基因的情况,初步断定,家系#1为一雌一雄交尾的全同胞家系,家系#3和#4是一雌二雄交尾的半同胞家系,而家系#2为一雌三雄交尾的半同胞家系。本文结果可为今后建立以家系为基础的许氏平遗传图谱构建、生产性状的遗传力估算及选择育种体系建立提供一定的理论基础和技术支撑。     

许氏平鲉(Sebastes schlegeli)微卫星标记开发及野生、养殖群体遗传多样性分析

对许氏平鲉进行简化基因组测序,设计微卫星引物200对,可稳定扩增的引物190对,占95%。利用一个荣成野生群体对24个多态性较高的微卫星标记进行了评价,每个位点的等位基因数(Na)为2—21个,观测杂合度(Ho)为0.0417—0.9167,期望杂合度(He)为0.0278—0.9722,多态信息含量(PIC)为0.1948—0.9496,结果显示有20个微卫星位点为中高度多态。利用这些引物对荣成野生群体和烟台养殖群体的遗传多样性进行了比较分析,野生和养殖群体的平均等位基因数(Na)分别为8.5000、6.9583,有效等位基因数(Ne)的均值分别为4.5484、3.6365,期望杂合度(He)均值分别为0.6421、0.5840,多态信息含量均值(PIC)分别为0.6088、0.5490,平均香农-威纳指数均值为1.4605、1.2834,但F检验发现无显著差异,发现两个群体的遗传多样性都处于高度多态水平,但养殖群体遗传多样性水平低于野生群体。本研究结果说明许氏平鲉的人工繁育中,通过使用较大数量的亲本进行繁育可有效防止选育群体的遗传多样性降低,但人工定向选育对选育群体的遗传多样性也产生了一定的影响。Bonferroni校正后在两个群体中各有4个位点偏离Hardy-Weinberg平衡。本研究开发的微卫星标记为许氏平鲉遗传图谱构建、分子标记辅助育种等提供了更多标记选择,对野生和养殖群体遗传多样性分析为下一步的遗传育种提供参考。     

许氏平鲉(Sebastes schlegelii)DAZ基因家族的鉴定及表达分析

高度保守的DAZ(Deleted in Azoospermia)家族成员包括Daz,Dazl(Daz-like)及Boule基因,它们是精子生成的重要调控因子并在生殖组织中特异性表达。本研究发现许氏平鲉的Daz基因家族包括Dazl及Boule基因,通过对其基因结构和氨基酸序列分析发现Dazl及Boule基因分别有两个剪接型,均具有一个相同的保守RNA识别域(RRM)和DAZ结构域。通过系统发育分析,发现它们分别与其它硬骨鱼类具有较高的同源性,与哺乳动物亲缘关系较远。根据转录组数据分析,Dazl和Boule在配子发生的表达模式类似,均在卵子不同发育时期高表达而胚胎各时期表达量降低甚至无表达,而在组织中仅表达于精巢和卵巢中且表现出明显的性别二态模式。本研究为探究Dazl和Boule基因在许氏平鲉中的生殖发育调控机制及在许氏平鲉两性配子发生过程中的调控作用奠定基础。     

许氏平鲉(Sebastes schlegelii)速生选育群体的生长性能与遗传特征分析

本研究目的为开展许氏平鲉(Sebastes schlegelii)遗传改良和优质新品系选育,选取荣成(R)和长岛(C)的野生许氏平鲉为基础群体,采用群体选育(群体内和群体间)和家系选育相结合的方法,获得R-F1、RC-F1两个群体选育群体和R-F2、RC-F2、R-F3、RC-F3四个家系选育群体。对4个选育家系的生长性能进行比较分析,并利用20对高多态性的微卫星标记对8个群体进行遗传多样性检测。结果表明:(1)群体内和群体间家系选育子3代比家系选育子2代生长速度分别提高21.59%和30.99%。4个选育家系后代的绝对增重率随着天数的增加而上升,群体内家系选育(R-F3)的生长速度、绝对增重率显著大于群体间的杂交选育系(RC-F3),杂交系未表现出生长的杂种优势。(2)20对微卫星位点在所有群体中均表现出较高多态性,8个群体的平均有效等位基因数(Νe)为2.9849—7.9598,平均观测杂合度(oH)和期望杂合度(He)分别为0.7230—0.8405和0.6315—0.8716,平均多态信息含量(PIC)为0.6472—0.8478。经两代家系选育的R-F3和RC-F3平均等位基因数显著降低,但观测杂合度(Ho)和期望杂合度(He)均值仍达到0.7230、0.7549和0.6527、0.6315,还有维持了较高的遗传多样性水平,遗传潜力较大。Hardy-Weinberg平衡检测结果和遗传偏离指数(d)表明各群体在大约10个位点上表现出一定程度的杂合子缺失现象。群体间平均遗传分化系数(Fst)为0.1279,各群体间存在中等遗传分化程度。R与R-F1分别与RC-F3遗传距离最远(0.9959、0.9848),预测利用两组群体中生长优良个体分别进行杂交育种有可能获得杂种优势。     

绿鳍马面鲀(Navodon septentrionalis)CYP19a基因克隆与表达特征分析

利用简并引物扩增及RACE全长克隆技术, 克隆得到绿鳍马面鲀(Navodon septentrionalis)CYP19a基因cDNA全长序列。通过多序列比对, 发现具有芳香化酶特定保守序列, 包括一个I-螺旋区, 一个Ozol肽区, 一个亚铁血红素结合区域以及一个芳香化酶特异性结合区域。通过RT-PCR技术检测了其在绿鳍马面鲀成鱼各组织表达的情况, 发现其CYP19a基因只在卵巢中有表达; 同时也分析了其在不同卵巢发育期的表达情况, 发现CYP19a在卵黄发生后期表达量达到最高值, 卵巢退化吸收期表达量达到最低值。     

许氏平鲉(Sebastes schlegelii)卵子发生及妊娠过程中雌激素、芳香化酶及其受体的变化规律

雌二醇是鱼类卵巢分泌的主要的性类固醇激素之一,在脊椎动物卵子发生、性别分化、卵黄形成、生理免疫以及中枢神经系统调节等生理过程中发挥重要的作用。许氏平鲉营胎生繁殖,且经过漫长的卵黄积累期和妊娠期,这一特殊的生殖方式使得它受到了国内外学者的广泛关注。通过分析与雌二醇合成及作用密切相关的cyp19a和Era在许氏平鲉卵巢上的定位、cyp19a和cyp19b mRNA在不同卵巢发育时期及不同组织中的表达以及不同发育期的卵巢中雌二醇含量变化,发现在卵巢发育的过程中,许氏平鲉体内雌二醇含量的峰值出现在IV期和体节期。并且cyp19a和cyp19b在卵巢中均有表达且在不同的卵巢发育期表达量不同。在卵黄积累的过程中, cyp19a和cyp19b在IV期的表达量最高,在妊娠时体节期表达量最高。不仅如此,在V期卵巢的滤泡层、基质和囊胚期的滤泡胎盘上检测到了强烈的Era的信号。这些结果说明雌二醇在胎生鱼类卵子发生及妊娠过程中均起到非常重要作用。这一研究为深入解析许氏平鲉胎生生殖特性积累了资料。     

许氏平鲉(Sebastes schlegelii)EST-SSR标记开发及通用性检测

利用已发表的EST序列设计引物并结合PCR筛选的方法,对许氏平鲉多态EST-SSR引物进行了开发。结果表明:(1)许氏平鲉EST-SSR位点发现率为9.14%,核心序列以二碱基重复出现频率最高,占到33.03%,其中以TG/CA基序最为丰富。(2)共设计引物56对,46对实现有效扩增,其中18对具有多态性。(3)野生群体遗传多样性分析显示,每个位点观测等位基因数(Na)为2—9,平均观测等位基因数为3.89;观测杂合度(Ho)、期望杂合度(He)及平均值分别是0.0333—0.8000、0.0333—0.7927和0.3037、0.3757;每个位点的多态信息含量(PIC)在0.0323—0.7522之间,其中高度多态位点5个,中度多态位点5个;经Bonferroni校正后,3个位点显著偏离Hardy-Weinberg平衡,但两两位点间不存在连锁不平衡现象。(4)许氏平鲉多态EST-SSR引物对朝鲜平鲉、褐菖鲉通用性检测结果表明,引物对二者的通用率和多态率分别为88.89%、100.00%和33.33%、88.89%。研究表明,这些通用引物可用于相关物种的遗传多样性评价、系统进化分析和比较基因组作图等研究。     

许氏平鲉三种促性腺激素释放激素基因的启动子克隆及生物信息学分析

促性腺激素释放激素(GnRH)是1种在下丘脑-垂体-性腺轴(Hypothalamus-pituitary-gonad,HPG)的活动中发挥关键作用的神经激素。研究采用染色体步移方法,从许氏平鲉的肌肉组织中克隆得到GnRH1、GnRH2和GnRH3共3个基因的启动子序列,长度分别为4,3.5和2.5kb。利用在线生物信息学软件对这3个GnRH基因的启动子进行预测分析,结果表明,3个基因均存在Sp1,Oct-1,C/EBP,CREB,Pit-1,NF-1,Brn,GATA-1,USF和MyoD等转录因子的结合位点,以及糖皮质激素受体(GR),雄激素受体(AR),雌激素受体(ER),黄体酮受体(PR),视黄酸受体(RAR)和视黄醇受体(RXR)等核受体的结合位点,推测其对GnRH的调控起到关键作用。但是甲状腺激素受体(TR)和嗅觉相关的Olf-1的结合位点只在GnRH1和GnRH2基因启动子中发现,而在GnRH3中没有预测出。本研究结果表明许氏平鮋不同类型的GnRH是受不同的机制调控的,从而在生理过程中发挥着不同的作用。     

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。     

三疣梭子蟹ftz-f1 基因的克隆及相关核受体基因在蜕皮中的功能分析

采用RACE 技术克隆三疣梭子蟹核受体fzt-f1 基因, 全长cDNA 序列1763bp.该基因3'和 5'非编码区分别为1034bp 和141bp, 开放阅读框为588bp, 推测编码195 个氨基酸, 预测分子量为 22.8kDa, 理论等电点为6.35, 命名为PTNHr 基因。同源性和系统进化分析表明, 三疣梭子蟹fzt-f1 基因与刀额新对虾同源性高达75.4%, 并且与刀额新对虾聚为一支。对核受体基因fzt-f1、EcR 和RXR 在蜕皮周期中的表达情况进行实时荧光定量PCR 分析, 结果表明, 三个核受体基因在不同蜕皮时期, 均出现表达差异, 说明这三个基因都参与蜕皮调控过程。其中, fzt-f1 和RXR 基因在不同蜕皮时期的 表达模式上出现相反的表达特征, 预测这两个基因存在相互抑制的调节关系。EcR 和RXR 基因在不 同蜕皮时期的表达模式上出现部分相似的表达特征。     

泥蚶(Tegillarca granosa)血红蛋白基因(Tg-HbIIA)克隆、分析及免疫表达研究

通过已构建的泥蚶血液cDNA文库,克隆得到泥蚶Tg-HbIIA基因全长cDNA序列,对其进行生物信息学、组织表达及免疫相关分析。结果表明,泥蚶Tg-HbIIA cDNA全长731bp,包含63bp5′非编码区(5′-UTR),246bp3′非编码区(3′-UTR),开放阅读框450bp,编码150个氨基酸;其氨基酸序列与毛蚶(Scapharca kagoshimensis)和不等壳毛蚶(Scapharca inaequivalvis)的序列有较高的同源性,分别达到89%和88%;对其结构预测显示该蛋白具有血红蛋白功能域,含有10个潜在血红素结合位点。qRT-PCR检测结果显示:泥蚶不同组织部位中,Tg-HbIIA mRNA在血液表达量最大,其次为外套膜和鳃,表达量最低的是肝胰脏;在副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticu)、脂多糖、肽聚糖刺激后,泥蚶血液Tg-HbIIA mRNA表达量显著上调,表明Tg-HbIIA在贝类抗菌免疫防御中可能起重要作用,而Tg-HbIIA对不同致病因子免疫反应的灵敏度和表达时序存在一定差异。     

蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa) Rubisco活化酶基因的克隆与表达分析

采用RACE技术克隆了单细胞绿藻蛋白核小球藻820Rubisco活化酶基因(rca)序列,并用荧光定量PCR方法研究了rca和Rubisco小亚基基因(rbcS)的表达规律。结果获得了1703bp的rcacDNA序列,包括66bp的5’非翻译区、1242bp的开放阅读框和395bp的3’非翻译区。序列比较和分析表明该蛋白核小球藻rca序列与其它绿藻的同源性高达78%—85%;偏好使用以G/C/T结尾的密码子;推测的RCA蛋白等电点和分子量分别为8.44和45.71kDa。荧光定量PCR结果表明随光照时间增加rca与rbcS转录表达逐渐降低;不同盐度处理下rbcS的mRNA量变化不大,而rca在37.5盐度下表达量为25盐度的2.69倍;1.0—3.0mmol/L水杨酸处理rca与rbcS表达均降低。     

香鱼(Plecoglossus altivelis) JNK1基因克隆及其在成熟卵过熟进程中的表达变化

c-Jun氨基端激酶(c-JunN-terminalkinases,JNKs)是丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)蛋白超家族成员之一,参与细胞骨架构建、细胞凋亡等多种细胞活动。本研究克隆了香鱼(Plecoglossusaltivelis)JNK1基因cDNA序列,并检测了其成熟卵在排入体腔保存不同时间(0—96h)的过熟过程中JNK1基因的表达变化。结果显示,香鱼JNK1基因cDNA序列全长1670bp,含一个长度1155bp的开放读码框,编码384个氨基酸,预测蛋白分子质量约44.2kDa、理论等电点6.61。氨基酸序列多重比对显示硬骨鱼类中JNK1氨基酸序列高度保守,香鱼与黄鳝的JNK1序列相似性最高(97.6%)。系统进化树分析显示各种脊椎动物的JNK1、JNK2、JNK3分别聚为一簇;本研究获得的香鱼JNK1位于JNK1大簇中并与黄鳝JNK1优先相聚,表明二者进化关系较近。RT-PCR检测结果显示健康香鱼JNK1基因在脑和性腺中高表达,肝和鳃中无表达。实时荧光定量PCR检测显示香鱼成熟卵JNK1基因的表达变化与卵的受精率、孵化率随保存时间延长而降低之间存在相关性:成熟卵随保存时间的延长JNK1表达量逐渐升高、在48h时达到峰值(24h、48h时的表达量分别为0h时的1.49倍和2.55倍),在此期间卵有较高的受精率和孵化率(48h时分别为88.99%和67.32%);保存时间继续延长时卵内JNK1基因都处于高表达水平,72h和96h时的表达量分别为0h时的2.32倍和1.53倍,而卵的质量也在保存超过48h后急剧下降(72h时受精率和孵化率分别为50.2%和25.54%)直至基本失去受精、孵化能力(96h时受精率和孵化率分别为10.83%和0.54%)。综上,香鱼JNK1基因表达上调与香鱼成熟卵的过熟凋亡过程密切相关,为深入研究香鱼JNK1基因的功能及卵过熟机制提供了基础资料。     

黑鲪(Sebastes schtegeli)遗传多样性的等位酶研究

应用垂直板聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)技术,对分别取自青岛、日照、荣成、长岛的野生黑鲪及荣成黑鲪人工繁育的F1代共5个群体的等位酶多态性进行分析.结果表明,分析的5个群体13种等位酶的25个基因座位中,多态位点比例(P)为36.0%-20.8%,平均每个位点的预期杂合度(He)为0.076-0.036,平均每个位点的实际杂合度(Ho)为0.063-0.040,证明所选5个群体具有较高的遗传多态性.5个群体之间遗传距离(D)为0.024-0.001,根据遗传距离进行UPGMA聚类分析,5个群体聚类次序与亲缘关系和地理位置表现出明显的正相关关系,长岛群体与其它四个群体间遗传距离最大(0.024-0.020),达到居群间差异水平.