水生动物热休克蛋白研究进展

由于栖息环境的特殊性,水生动物热休克蛋白的诱导及其生态意义具有不同于陆生动物的特性.本文总结了近年来水生动物热休克蛋白方面的研究进展,介绍热休克蛋白的调节机制及其功能,归纳水生动物热休克蛋白对温度、环境污染和其他因子的反应,着重分析热休克蛋白表达在水生动物中热耐受性和交叉保护中的作用,及其对水生动物分布和适合度的影响.     

热休克蛋白研究进展

热休克蛋白是生物体在不利环境因素刺激下应激合成的一族进化上高度保守的蛋白质。综述了热休克蛋白在热休克因子和热休克元件调节下的基因表达调控,并讨论了热休克蛋白的生物学功能和它们在海洋生物养殖方面潜在的应用意义。     

热激蛋白研究概况及其在海洋生物中的研究进展

１热激蛋白的发现及主要特性自２０世纪中叶第一次发现热激能诱导果蝇幼虫唾液腺染色体形成新的膨突后，进一步研究发现高温能使果蝇的蛋白质合成发生改变，正常的蛋白质合成被抑制，同时启动了一套新的蛋白质合成基因，新合成或增加合成一类应激蛋白，人们称这种反应为热激反应，由高温诱导合成的蛋白称为热激蛋白。以后研究逐渐发展到了昆虫、鸟类、哺乳动物、人类以及细菌、酵母等生物 ,发现从细菌到人类都具有合成热激蛋白的能力 ,因而认识到热激反应是一个普遍的生物现象［３］。热激蛋白最初被认为是生物体应答温度升高而表达的蛋白 ,…     

高温对草鱼热休克蛋白表达的影响

本实验研究了高温(28℃,33℃,35℃,37℃)胁迫下草鱼(Ctenopharyngodon idellus)体内热休克蛋白(Heat shock protein,HSP)的表达模式以分析高温影响草鱼存活的生理机制。在不同温度下,实时记录草鱼存活状态和呼吸频率,并利用蛋白杂交方法测定热休克蛋白(Hsp70,Hsp73)表达量的变化。结果表明,当水温超过28℃,草鱼存活率随温度升高而降低,在35℃和37℃时全部死亡;呼吸频率随温度升高而升高,各温度间差异显著(P<0.05);温度升高会诱导草鱼肝脏和肌肉中Hsp73表达量升高,表明热休克蛋白的上调表达是草鱼抵御温度应激的重要生理响应机制。     

克氏原螯虾热休克蛋白70基因表达的定量研究

根据实验室克隆的克氏原螯虾(Procambarus clarkii)HSP70(scHSP70)的核酸序列,制备内部缺失42bp的核酸片段作为竞争性模板.采用竞争性RT-PCR的方法,定量测定克氏原螯虾组织的scHSP70 mRNA的表达量.结果显示,scHSP70有广泛的组织分布,但是在正常情况下表达量均较低.经2 h热休克处理,7种组织的scHSP70 mRNA的表达量均显著上升,表明该scHSP70可能是一种热诱导型HSP70.心脏组织scHSP70在热激前后的表达量均较高,分别为1.12×105和4.80×105分子/μg总RNA.而血细胞中scHSP70的表达在热激前后均处于最低水平,分别为0.191×104和1.61×104分子/μg总RNA.在0～8 h长时间的热休克实验中,心脏组织scHSP70的表达随着热休克时间的延长,呈现增强的趋势,提示心脏组织在虾类的应激反应中发挥了重要的作用.     

企鹅珍珠贝热休克蛋白70基因的克隆与序列比较分析

采用同源克隆和锚定PCR技术,从企鹅珍珠贝Pteria penguin中克隆到热休克蛋白hsp70基因的cDNA全序列.cDNA全长2 308 bp,3'非编码区域(UTR)为234 bp,5'UTR为118 bp,开放阅读框(ORF)为1 956 bp,编码651个氨基酸,分子量为70.97 kd,理论等电点为5.24,有2个糖基化位点:NKSI和NVSA,并含有HSP70家族的3个签名序列:IDLGTTYS,DLGGGTFD和IVLVGGSTRIPKIQK,以及C末端的保守序列EEVD.结合BLAST分析的结果,可以确认获得的cDNA序列为企鹅珍珠贝HSP70的编码序列.与合浦珠母贝Pinctada fucata hsp70的氨基酸序列相比,企鹅珍珠贝多1个糖基化位点NVSA,少1个氨基酸,包括1个氨基酸插入和2个缺失.两者的氨基酸序列一致性高达92%,突变位点52个;两者的核苷酸序列一致性高达79%,突变位点416个.系统发育分析表明两者的亲缘关系最近,与传统分类相符,然后与太平洋牡蛎等聚合在一起.该基因的克隆和比较分析为进一步深入研究珍珠贝类的抗逆机理、抗性育种及其进化具有重要意义.     

金乌贼热休克蛋白基因的挖掘及对低盐胁迫的响应

热休克蛋白(heat shock proteins:HSPs)为动植物响应外界胁迫产生的一类蛋白质,能有效改善机体对外界胁迫的适应能力.本研究基于先前获得的低盐胁迫金乌贼(Sepia esculenta)高通量转录组数据,对与低盐胁迫密切相关的热休克蛋白(热休克蛋白家族和晶体蛋白(crystallin)家族)基因进行挖...     

克氏原螯虾热休克蛋白70 ku类似物基因的cDNA分析

根据已测序的克隆号PCI246基因序列设计2条引物,用快速扩增cDNA末端技术扩增克氏原螯虾(Procambarus clarkii)70 ku热休克蛋白同类物基因cDNA的5'端片段和3'端片段,测序得到1 184 bp基因片段,包含该基因的完整3'端,GenBank登录号AY357302,与GenBank序列号AB016836家蚕(Bombyx mori)的70 ku热休克蛋白同类物mRNA的部分片段83%同源。和果蝇(Drosophila melanogaster)的热休克蛋白同类物3的同源性最高(GenBank的登录号分别是NP_727 563,NP_511 132,NP_727 564,NP_727 565),为85%。     

魁蚶(Scapharca broughtonii)热休克蛋白90(HSP90)基因的克隆及转录表达分析

热休克蛋白90(HSP90)作为一种研究的常规免疫基因,在许多物种都有过报道。本研究从构建的魁蚶转录组文库中筛选得到的HSP90基因部分序列为基础,通过RACE技术获得其c DNA全长序列(命名为Sb HSP90),以期明确魁蚶HSP90基因的结构特征、组织分布及其对病原菌刺激的免疫变化规律。序列和结构分析表明,该c DNA全长2707bp,编码一个由728个氨基酸组成的多肽,该多肽含有HSP90家族共有的5个签名序列,C端高度保守的MEEVD短肽序列和ATPase结构域;预测蛋白的分子量(Mw)为83.72k Da,理论等电点(p I)为4.85;预测该蛋白无信号肽,具有4个糖基化位点。同源性及系统分析表明,Sb HSP90基因与软体动物的HSP90相似性达到83%以上,其中与长牡蛎(Crassostrea gigas)和海湾扇贝(Argopecten irradians)相似度最高达86%,与甲壳动物HSP90的相似度都在81%左右,与脊椎动物HSP90-α和HSP90-β的同源性都很接近。实时荧光定量PCR(q RT-PCR)结果表明:Sb HSP90 m RNA在魁蚶血细胞、斧足、鳃、外套膜、闭壳肌和肝胰腺和中均有表达,斧足中的表达量相对较高,而在肝胰腺中的表达量则相对较低;注射鳗弧菌后,相对于对照组,Sb HSP90基因在所检测的每个组织中m RNA水平上的表达量都显著上调(P0.01),而且具有显著的时间依赖性和瞬时表达趋势。     

刺参(Apostichopus japonicus)幼参对高温和低盐协同胁迫的生理响应:生长和诱导型热休克蛋白基因表达

全球气候变化背景下的极端高温和强降雨频发天气导致的养殖池塘持续性的高温和低盐环境给刺参池塘养殖带来了严峻的挑战。为了研究刺参对高温和低盐环境的生理响应,本实验分析了高温和低盐协同胁迫对刺参幼参生长及诱导型hsp70和hsp90基因表达的影响。实验设置4个温度梯度（16℃、20℃、24℃和28℃）和3个盐度梯度（22、27和32）,共12个不同的胁迫组。经过40 d的长期胁迫,研究发现,随着温度的升高和盐度的降低,幼参的体重增加量减少,并在高温、低盐组出现体重负增长。长期胁迫提高了刺参幼参的诱导型hsp70和hsp90基因表达量,从而在一定程度上增强了对极端天气的抵抗能力。同时,高温下盐度22处理组刺参幼参诱导型hsp70和hsp90基因的表达量较盐度27条件下低。双因子方差分析结果显示,高温和低盐对幼参特定生长率和诱导型hsp70和hsp90基因表达量的交互作用均不显著,并且盐度对诱导型hsp70和hsp90基因表达量没有显著的影响。因此,相较低盐,高温对刺参幼参的影响更大,可作为刺参育种的选择压力。在高温期应该采取有效措施降低海水温度,并防止极端天气造成的养殖水体温度分层。该研究丰富了刺参生理生态学理论,可为刺参良种选育工作提供思路,并为指导极端天气下刺参生产实践活动提供一定的理论依据。     

急性高温胁迫对虹鳟二倍体和三倍体幼鱼hsps基因表达的影响

本文以二倍体和三倍体虹鳟(Oncorhynchus mykiss)幼鱼为实验对象,探究急性高温胁迫下,不同倍性虹鳟热休克蛋白家族(hsps)基因表达水平。选取二倍体和三倍体虹鳟幼鱼,分别进行常温处理(14℃)和高温胁迫(22℃),并在高温胁迫48h后,将虹鳟置于常温(14℃)恢复48h。分别在实验开始的0,12,24,48,72和96h进行取样,测定实验虹鳟肝脏和肌肉组织中的hsp70s(hsp70a,hsp70b),hsp90s (hsp90a1a,hsp90a2a,hsp90a1b,hsp90a2a,hsp90b1,hsp90b2)mRNA水平。结果表明:hsp70s和hsp90s的各个亚型均能对热胁迫做出反应,并具有应答幅度的组织特异性和时间特异性。在胁迫6和24h后,上述基因mRNA水平达到最高,随后降低。三倍体幼鱼肝脏和肌肉hsps mRNA表达水平的峰值显著高于二倍体幼鱼。研究结果显示,三倍体虹鳟对高温环境更为敏感,需要消耗更多的能量用于适应高温环境。     

海洋活性多肽的研究进展

根据海洋活性多肽是近年来新药研究热点的现状 ,本文对天然存在的海洋活性多肽和海洋蛋白酶解活性肽的研究进展进行了综述。为进一步开展海洋活性多肽的研究提供参考。     

氨氮慢性胁迫对刺参免疫酶活性及热休克蛋白表达的影响

以初始体重为(50.50±1.67)g左右的刺参(Apostichopus Japonicus Selenka)为研究对象,研究了不同氨氮浓度对刺参体壁和体腔液中酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(AKP)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性及HSP70表达的影响。20d慢性毒性实验研究结果表明:(1)刺参体壁和体腔液ACP、AKP活性在0.51和2.04mg/L氨氮浓度下表现出先上升后降低的趋势,而在5.09、10.19和50.93mg/L下,则表现出降低的趋势;(2)不同浓度氨氮胁迫下,刺参体壁CAT活性均呈现降低趋势,且与氨氮浓度呈现显著的负相关性(P<0.05),而刺参体腔液CAT活性在0.51、5.09、10.19和50.93mg/L浓度下则均随取样时间而降低;(3)在氨氮浓度0.51～5.09mg/L时,刺参体壁和体腔液SOD活性均表现出不同程度的先增高后降低的趋势,而在高浓度下则与氮氮浓度显著负相关;(4)在氨氮胁迫下,刺参体壁、呼吸树、肠道和体腔液中HSP70表达量迅速升高,氨氮胁迫第5天时检测到达到最高;随后各组织HSP70的表达量缓慢降低,但在氨氮胁迫第20天时,各组织HSP70的表达量仍显著高于氨氮胁迫前的水平(P<0.05)。各组织中HSP70最高表达量与氨氮浓度呈现明显的正相关性。综合本研究结果可以看出,随着氨氮胁迫浓度的增加和胁迫时间的延长,刺参免疫酶活性趋于降低,同时机体清除自由基的能力下降,机体非特异性免疫防御系统遭到损伤。而HSP70表达量维持在较高水平,可能对于增强机体的抗逆性具有重要的作用。     

甲壳动物造血机制研究进展

血细胞是甲壳动物的免疫细胞,可通过吞噬、包囊、结节、黑化,以及分泌免疫活性分子等方式杀死和清除入侵的病原体。活跃的造血机能对更新和补充损耗的循环血细胞、维持一个稳定有效的免疫系统是至关重要的。相对脊椎动物而言,人们对包括甲壳动物在内的无脊椎动物的造血机制了解比较有限。本文总结了近年来在甲壳动物造血机制方面的研究进展,主要介绍了血细胞的类型和功能、造血组织的结构和细胞组成、血细胞的分化途径、造血的调控机制,以及相关的细胞模型和体外实验技术等。并在此基础上分析了已有研究存在的缺陷,提出了需要进一步探究的问题。     

海洋地热流测量技术及其方法研究

随着我国海域天然气水合物调查工作的深入开展,海洋地热流测量成果对其他地质地球物理调查资料的解释和研究成果的提升至关重要。因此,海洋地热流测量以及相关的研究工作越来越被人们所关注。论文通过对目前我国海洋地热流测量工作开展的现状、测量地热流值中的地温梯度和沉积物热导率值的理论基础、测量技术和种类以及相应的技术特点进行了分析,结合海上调查中的实际工作情况,系统介绍测量技术方法,指出目前海洋地热流测量技术方法研究的方向。     

藻类基因启动子结构与功能研究进展

启动子是基因表达调控重要的顺式元件,其结构与功能的研究成为分子生物学的研究热点之一.本文介绍了植物基因启动子的研究方法与概况,重点综述了藻类基因启动子的研究现状,以及本实验室对节旋藻藻蓝蛋白基因启动子的研究情况,并就启动子研究在基因工程中的应用价值和存在问题进行了讨论.     

海洋生物泵研究的若干新进展与展望

海洋生物泵是海洋生态系统储碳的重要途径之一。生物泵研究在过去30 a取得显著进展,尤其在典型开阔大洋与若干边缘海真光层生物泵研究方面。本研究从浮游生物（浮游植物、浮游动物）群落结构对生物泵影响的角度综述了最新的若干研究进展,并归纳分析了生物泵对海洋暖化和酸化等全球变化的响应。最后指出应加强对边缘海和弱光层生物泵的深入研究,以及全球变化影响下的生物泵变化趋势研究。此外,应注重新方法新技术和生态模型在生物泵研究中的应用。     

对虾白斑综合症病毒膜蛋白VP41A的功能研究

对虾白斑综合症病毒（WSSV）是对虾养殖的主要病害之一,在虾养殖业中造成了严重的损失．本研究从WSSV基因组中克隆到vp41a基因,大小约为900bp,发现该基因编码蛋白VP41A．通过构建重组质粒pET．His一卅J0表达了重组蛋白VP41A,大小约为43kDa．并通过Ni一琼脂糖珠交联下拉实验,在虾血细胞中找到一个能与VP41A相互作用蛋白,质谱分析发现该蛋白为细胞粘连蛋白,说明在WSSV感染宿主细胞的过程中蛋白VP41A可能发挥重要作用．本研究结果推动了WSSV与宿主对虾相互作用的研究,有利于探索病毒复制或转录的关键蛋白,为最终的病毒防治及快诛诊断提供科学依据．