光照对凡纳滨对虾幼体变态发育的影响

为了解光照对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)幼体发育和存活率的影响,作者在研究中设定了4种单色光(红、黄、蓝、绿光)及不同光照强度(0、1 500、5 500、12 000 lx)进行实验并就光照对幼体产生的影响进行分析。实验表明:4种单色光对幼体发育变态时间和成活率都有较大影响。幼体从ZⅠ变态发育至仔虾P1,蓝光的幼体发育时间最长,为262.83 h,比对照组多28 h;黄光存活率最低,只有14.49%,比对照组低25.00%,差异显著(P0.05)。同时,凡纳滨对虾幼体在不同的发育阶段对不同光色的敏感度不同,红光和黄光只对溞状幼体变态有较明显的抑制作用,但对糠虾幼体的发育却有促进作用;蓝光和绿光对整个发育阶段都有影响。光照强度对幼体的存活和变态影响差异显著(P0.05)。幼体从ZⅠ发育至P1,12 000 lx光照下幼体变态发育耗时最长(257.33 h),存活率最低(1.63%)。在溞状幼体期,光照大于1 500 lx时,幼体的变态时间增加,存活率下降。糠虾幼体期可适应光照在5 500 lx以下的环境,而仔虾期则可适应120 000 lx的光照。建议根据不同发育阶段调整光照强度,当幼体在ZⅠ时,光强应控制在1 500 lx以下,之后可逐渐增强。本实验结果可为凡纳滨对虾育苗期间的光照管理提供基础数据和理论依据。     

基于转录组数据的凡纳滨对虾微卫星标记开发

对虾遗传多样性和育种研究需要大量的分子标记。作者利用凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)转录组测序数据,采用MISA软件进行微卫星序列挖掘,共获得14 767条微卫星序列。统计发现在凡纳滨对虾中微卫星出现的频率为16.76%;在所有的微卫星序列中,2碱基微卫星最多,占59.53%;其次是3碱基微卫星,占35.78%。随机选取其中74条序列设计引物,通过DNA混池扩增和分型的方法进行微卫星标记的开发,PCR扩增的显示有54对(72.97%)能扩增出清晰的目的条带,进一步分型的结果显示27条(36.49%)微卫星显示出多态性,从这些多态性的微卫星位点中选择11个位点在"科海1号"种质库材料中进行个体分型,结果显示在该群体中微卫星标记的等位基因数目为2~11个不等,期望杂合度值为0.256~0.858,观察杂合度为0.213~0.875,多态性信息含量为0.221~0.830,在11个位点中有4个位点显著偏离HWE(P0.05)。本研究结果为后续使用微卫星标记进行对虾遗传学研究,促进对虾的遗传选育和种质资源保护提供了重要基础。     

3个凡纳滨对虾引进群体对温度和盐度耐受力的配合力分析

为筛选凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)人工选育亲本的最佳组合方式,作者采用完全双列杂交交配设计,对3个凡纳滨对虾引进群体建立了9个自繁和杂交组合群体,研究了亲本和子代对温度和盐度的耐受力。研究结果表明:9个群体对温度、盐度胁迫的耐受性均存在显著差异(P0.05),耐高温性状中亲优势(MP)和超亲优势(BP)的变化范围是–17.71%~52.95%和–30.07%~37.96%,其中UM和UH群体的杂交中亲优势均值最高,达到38.61%;耐低温性状MP和BP的变化范围是–22.04%~77.03%和–33.93%~31.17%,其中UM和TZ群体的杂交中亲优势均值最高,为60.85%;耐高盐性状MP和BP的变化范围是–39.41%~76.96%和–42.12%~19.07%,其中UM和TZ群体的杂交中亲优势均值最高;耐低盐性状MP和BP的变化范围是–44.89%~37.05%和–45.68%~28.21%,而UM和TZ群体的杂交中亲优势均值最低,仅为–9.855%;杂交后代耐受性的表现受到父本、母本一般配合力以及杂交组合特殊配合力共同影响,其中UM群体耐高低温性状的一般配合力较高,而TZ群体耐高低盐性状的一般配合力较高;特殊配合力分析表明,UM×UH为强优势组合,存在较强的抗逆非加性效应,杂交优势明显。本研究从数量遗传水平评估选育群体对温盐的耐受性能,可为进一步家系选育提供候选材料。     

凡纳滨对虾碱性磷酸酶和酸性磷酸酶基因的克隆、表达及盐度应答效应

本研究通过c DNA末端快速扩增法(RACE)首次克隆得到凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)和酸性磷酸酶(acid phosphatase,ACP)基因的c DNA全长序列,其中ALP基因全长序列1 910 bp,编码536个氨基酸;ACP基因全长序列1 544 bp,编码439个氨基酸。盐度调控设3个盐度组:31(对照)、16和3。养殖45 d后,荧光定量PCR测定对虾肝胰腺、肌肉、胃、肠和鳃5个组织中的ALP和ACP基因m RNA的表达情况。RT-PCR显示,ALP基因在5个组织中普遍表达,在肝胰腺中表达量最高(P0.05),肠道中的表达量最低(P0.05);ACP基因在5个组织中也均表达,在肝胰腺和鳃中表达量明显高于其他3个组织(P0.05)。盐度应答实验表明,不同盐度条件下,不同组织中,ALP和ACP基因存在不同的表达模式。在胃和鳃组织中,ALP基因在31盐度组的表达量显著高于其他两组(P0.05);在肝胰腺和肠道中,ALP基因在16盐度下的表达量明显低于其他两组(P0.05);在肌肉中,ALP基因的表达与其他组织均不同,31盐度组表达量最高,而16盐度组最低(P0.05);在肝胰腺中,ACP基因在31盐度组的表达量明显低于其他盐度组(P0.05);在肌肉和鳃两个组织中,ACP基因在31盐度下的表达量明显高于其余两个盐度组(P0.05);在肠道中,ACP基因的表达量在3盐度组明显高于其他两组(P0.05);而在胃中,ACP基因在3个盐度下的表达量没有显著性差异。上述结果为研究低盐条件下凡纳滨对虾的磷酸酶基因的变化机制提供了参考。     

凡纳滨对虾水孔蛋白-4的cDNA克隆及盐度胁迫对其肝胰腺mRNA表达水平的影响

为了探索水孔蛋白(Aquaporin,AQP)在凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)渗透压调节过程中作用,本研究通过RACE方法获得克隆的凡纳滨对虾AQP(命名为LvAQP4)的c DNA全长序列,并分析了盐度胁迫对其肝胰腺m RNA表达的影响。结果发现:LvAQP4 c DNA序列全长为1 048 bp,其中包括75 bp的5￠UTR,187 bp的3￠UTR和786 bp的ORF。根据ORF序列推导出LvAQP4编码261个氨基酸,预测其分子质量为27.85 k Da,等电点为8.11。推导的氨基酸序列与其他甲壳物种的AQP相似度为48.8%到97.3%。进化分析显示LvAQP4属于AQP1-like亚族、AQP4类。定量PCR(q PCR)检测到LvAQP4在不同组织中均有表达,其中鳃的表达量最高,肝胰腺、肌肉、脑和眼柄中也较高,而血淋巴、肠、胃和胸神经节中表达量则较低。在高盐(盐度40)刺激下,凡纳滨对虾的肝胰腺LvAQP4 m RNA表达量会随着时间推移而上升,到6 h达到最高,而后逐步下降。而在低盐(盐度4)刺激下,凡纳滨对虾的肝胰腺LvAQP4 m RNA表达量并无明显变化。在原代分离和培养的肝胰腺细胞中,培养液中加入额外的Na Cl会剂量依赖地提高LvAQP4 m RNA表达水平。同样,通过在培养液中额外加入蔗糖提高培养液渗透压,也会剂量依赖地提高LvAQP4 m RNA表达水平,但作用不如Na Cl明显。这些结果表明盐度与肝胰腺LvAQP4的表达量有关,LvAQP4对凡纳滨对虾的渗透压调节具有非常重要的作用。     

凡纳滨对虾血清凝集素、溶血素的特性研究

对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)的血清凝集素和溶血素部分特性的研究结果表明,凡纳滨对虾血清凝集素热稳定性较差,温度高于50℃时,活性呈明显减弱至无活性,其最适温度为25~45℃;最适pH为8~9;盐度为24~48时,凝集活性最强,当盐度超过48或者低于6时,凝集活性较差;凝集素活性能被浓度高于16 mmol/L(包括16 mmol/L)EDTA-Na2,D-葡萄糖,D-果糖及D-半乳糖完全抑制。Cu2 使凝集素的活性完全丧失,而Ca2 和Mg2 能使凝集活性明显增强。45~60℃时,溶血素活性逐渐增强,60℃时达到最高;当pH 6~9时,溶血素的活性较强;盐度为18~36时,能增强溶血素的活性;EDTA-Na2对溶血素的活性几乎无影响;Cu2 使溶血素丧失活性,Mg2 能增强溶血活性,Mn2 对溶血素的活性没有影响,而Ca2 和Ba2 对溶血素有轻微的抑制作用。     

盐度胁迫下凡纳滨对虾体内虾青素在着色与抗氧化的资源权衡

工厂化养殖中产生的环境压力,会导致对虾应激反应的发生以及体色的减弱。为了探究胁迫下对虾体内虾青素的消耗规律以及对虾的着色与抗氧化之间的关联性,本研究通过虾青素强化后盐度胁迫的方法进行了实验。结果表明,与强化前相比,虾青素强化后植物源(夏侧金盏花)虾青素(d-AST)、合成虾青素(p-AST)处理的对虾肝胰腺中虾青素含量分别增加48.0%和17.5%;虾壳中分别增加42.8%和45.2%。富含酯化型虾青素的d-AST在肝胰腺中具有更高的沉积量;而由游离虾青素组成的p-AST在虾壳中具有更高的沉积量,不同形式的虾青素在不同组织中的沉积具有一定的偏好性。两个处理组对虾的体色明显增强。与盐度胁迫前相比,胁迫后d-AST、p-AST肝胰腺中虾青素含量分别减少了15.1%和5.7%,对照组(Ctrl)含量无变化;虾壳中分别减少了17.8%、52.9%和14.3%,各组对虾的体色均显著减弱。胁迫24 h检测到编码虾青素转运蛋白β-1,3-葡聚糖结合蛋白(βGBP-HDL)基因的显著上调表达,可能与虾壳中虾青素的减少有关。随着胁迫的进行,与对照组相比,两个处理组的抗氧化基因均呈现上调表达的趋势;各组抗氧化能力呈现先上升后下降的趋势,并在48 h时达到最大值,d-AST、p-AST分别为对照组的1.35和1.30倍。据此,作者推测对虾体内的虾青素是按照资源权衡的原则在着色和抗氧化功能中进行分配的,在遭受环境胁迫时,对虾会优先将用于着色部分的虾青素(虾壳中)转运至肝胰腺中参与抗氧化,进而表现为体色的减弱和抗氧化能力的上升。     

凡纳滨对虾TOR蛋白下游信号传导因子eIF4E2和eIF4E1A基因克隆与功能分析

为研究mTOR信号通路在凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)氨基酸代谢中的调控作用,本研究利用RACE技术首次克隆获得了凡纳滨对虾肌肉组织中eif4e2和eif4e1a基因的全长c DNA序列。eif4e2基因c DNA序列全长1 069 bp,开放阅读框699 bp,编码232个氨基酸;eif4e1a基因c DNA序列全长3579bp,开放阅读框627bp,编码208个氨基酸。氨基酸序列比对和进化分析均证实eIF4E2和eIF4E1A为目前已知的eIF4E家族蛋白的同源蛋白。利用实时荧光定量PCR的方法研究了eif4e2和eif4e1a基因在凡纳滨对虾不同组织中的表达差异以及注射雷帕霉素或氨基酸后肌肉中eif4e2和eif4e1a基因表达量的变化情况,探讨了eif4e2和eif4e1a基因在细胞生长中的调控作用。结果表明,凡纳滨对虾eif4e2和eif4e1a基因在眼柄、肝胰脏、肠道、胃、鳃丝和肌肉等组织中均有表达;其中eif4e2基因在肌肉中的表达量显著高于其他组织(P0.05),eif4e1a基因在肠道和肌肉中都有较高表达量,且在肠道中的表达量显著高于其在肌肉中的表达量(P0.05);注射雷帕霉素后2 h内肌肉中eif4e2和eif4e1a基因表达量都出现显著下降(P0.05);肌肉中eif4e1a基因的表达量在单独注射亮氨酸或精氨酸4 h内均未出现变化,但在同时注射亮氨酸和精氨酸后表达量显著增加(P0.05);肌肉中eif4e2基因在注射亮氨酸、精氨酸及亮氨酸加精氨酸后表达量都明显提高(P0.05),且同时注射亮氨酸和精氨酸后,基因表达变量明显比单独注射亮氨酸或精氨酸后变化量大。本研究从动物分子营养学角度出发,克隆了凡纳滨对虾mTOR信号通路中eif4e2和eif4e1a两个基因,并证明其能够通过mTOR信号通路接收不同氨基酸信号来调控细胞生长,对于深入了解对虾的生长和代谢调控机制、饲料配方的优化以及建立合理的养殖管理模式都具有重要的意义。     

不同饵料种类、投喂方式及环境条件对凡纳滨对虾相对摄食量的影响

为提高对虾养殖过程中的饵料利用率并减少养殖废水的排放,作者以凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)为实验对象,研究了不同饵料种类、投喂方式、体质量、充气量、光照强度、水温及盐度对其相对摄食量的影响。结果表明:配合饲料组对虾的相对摄食量显著高于冰鲜虾肉组;连续单颗投喂时对虾的相对摄食量较高;相对摄食量随对对虾体重升高而显著(P0.01)下降,而且不同规格的对虾在竞争条件下平均相对摄食量会降低;充气量6 L/min组对虾的相对摄食量明显高于另外两组;弱光环境下对虾的相对摄食量较高;水温和盐度对相对摄食量的影响极显著(P0.01),在32℃时对虾获得最大相对摄食量,在盐度为5时相对摄食量最小,高盐度下组间差异不显著(P0.05)。因此,在实际生产中应采取少量多次的投饵策略,并根据环境条件的变化合理的调整投饵量。     

投喂频率对凡纳滨对虾生长、消化酶和免疫酶活力以及氮收支的影响

为了探讨投饵对对虾的影响, 作者研究了投喂频率对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)生长、消化酶和免疫酶活性以及氮收支的影响。结果表明: 投喂频率对凡纳滨对虾的存活率、生长率、饲料系数、氮生长效率以及部分消化免疫酶活力有显著影响。日投喂5 次实验组获得较高的存活率、增质量率和特定生长率以及较低的饲料系数。投喂频率与特定生长率间呈二次曲线关系, 投喂频率为4.45次时, 获得最大特定生长率。摄食氮、生长氮和排泄氮和排粪氮, 以日投喂频率2 次为最低, 5、6 次较高。高投喂频率组获得较高的消化酶和免疫酶活性。     

脊尾白虾C-型凝集素基因cDNA全长的克隆和表达分析

本研究利用本实验室构建的脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)血细胞c DNA文库中的C-型凝集素基因EST序列,采用c DNA末端快速扩增(rapid amplification of c DNA end,RACE)技术克隆获得脊尾白虾C-型凝集素基因c DNA全长,命名为Ec CTL。该基因全长1285 bp,包含1041 bp的开放阅读框,编码346个氨基酸组成的蛋白质,分子量为38.56 k Da,为甘露糖型凝集素。同源性分析表明,脊尾白虾Ec CTL基因氨基酸序列与秀丽白虾(Palaemon modestus)的同源性最高,达到91%。荧光定量PCR分析结果表明,Ec CTL基因在血细胞、肝胰腺、肌肉等组织中均有表达,其中在肝胰腺当中的相对表达量最高。感染鳗弧菌(Vibrio anguillarum)和白斑综合症病毒(white spot syndrome virus,WSSV)后6~12 h,脊尾白虾血细胞和肝胰腺中Ec CTL的表达量较对照组均显著增加(P0.05),且具有明显的时间差异性。本研究证明脊尾白虾C-型凝集素在其免疫反应中起到重要作用,为进一步探索脊尾白虾免疫系统打下基础。     

生物饲料对凡纳滨对虾生长、免疫及消化功能的影响

通过8周的生产性养殖试验,研究了以生物酶解小肽、益生菌发酵植物蛋白、破壁酵母蛋白等配制的生物饲料对凡纳滨对虾生长、部分免疫酶活性及消化功能的影响。结果表明,生物饲料组平均产量为1242.5kg/ha,高于普通饲料组平均产量1180.5kg/ha,具有更优的生长性能;此外生物饲料组的对虾成活率为91.5%,高于对照组的86.2%;生物饲料的饲料系数为0.96,而普通饲料为1.01;喂养15~30 d后,生物饲料组对虾的SOD、血清总蛋白含量及溶菌活性较普通饲料组有显著提高;抑菌活性未发现显著差异。生物饲料组对虾总蛋白酶活性有显著提高;生物饲料组水体中的NH4-N、NO2-N等指标略低于普通饲料组,但两者无显著差异。     

凡纳滨对虾幼体不同生长发育时期应答氨氮胁迫的敏感性研究

凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)是世界上最重要的对虾养殖品种之一。为比较凡纳滨对虾不同生长发育时期应答氨氮胁迫的敏感性差异,作者对其不同生长发育时期24 h半数致死浓度(LC_(50))进行测定,并分析其胁迫效应。结果表明,24 h LC_(50)值在虾的不同生长发育时期差异显著(P0.05),不同时期凡纳滨对虾的LC90与LC_(50)变化趋势相同。在溞状幼体Ⅱ期(Z2)LC_(50)值最低,为17.811 mg/L,在仔虾第V期(P5)时,LC_(50)值最高,为44.808 mg/L。根据LC_(50)和LC90的变化趋势可以看出,仔虾比幼体期的耐受性强。本试验结果不仅为凡纳滨对虾不同生长发育时期的苗种培育提供了重要的基础数据,而且为凡纳滨对虾耐氨氮品系选育提供了重要指导。     

深海热液区管状蠕虫Ridgeia piscesae新型C型凝集素的克隆与表达

C型凝集素作为凝集素家族的主要成员之一,在无脊椎动物中有着丰富的多样性,其独特的生物学功能广泛应用于生物、医药等诸多领域。本研究从采集于东北太平洋深海热液区胡安·德富卡洋脊的管状蠕虫Ridgeia piscesae中克隆获得了一种新型C型凝集素基因RPCL。该基因与已报道的凝集素的相似性都很低,并且三维结构预测有异于传统凝集素,提示其可能具有一些特殊的功能性质。进一步的原核表达成功实现了 RPCL的异源重组表达,通过透析复性获得了大量可溶性蛋白,为其相关功能性质的研究打下了坚实的基础。     

Toxicity of metal mixtures to the Pacific white shrimp Litopenaeus vannamei postlarvae

According to the literature, the safe level of a toxic substance for any given organism may be calculated from its median lethal concentration multiplied by a suitable application factor (AF: usually 0.1 and 0.01). The medial lethal concentrations for Litopenaeus vannamei postlarvae exposed to the mixtures in equitoxic proportions of Cd–Hg, Hg–Zn and Hg–Pb were close to one order of magnitude lower than the values calculated from individual toxicity tests, indicating a synergistic effect, while the mixture Cd–Zn showed an antagonistic effect. Exposure to the mixture of Cu, Fe, Mn, Zn, Cd, Hg and Pb caused 63.3% and 100% mortality after 21 and 13 days for 0.05 and 0.1 AF, showing that environmental safe concentrations of toxicants should not be calculated from individual toxicity tests.     

二溴海因和碳水化合物水平对凡纳滨对虾生长和免疫的影响

研究了低盐度条件下,二溴海因和碳水化合物水平对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)生长和免疫的影响,共3个实验。实验1研究了二溴海因对凡纳滨对虾存活的影响,发现在0.2、5和20三个盐度水平,随着二溴海因浓度的升高,凡纳滨对虾存活率呈下降趋势;二溴海因对凡纳滨对虾的安全浓度随盐度的增加呈上升趋势。实验2和实验3研究了盐度、二溴海因浓度和饲料中碳水化合物水平对凡纳滨对虾生长和免疫的影响,结果表明:在低盐度养殖条件下,凡纳滨对虾长期生活于二溴海因环境中,可导致对虾处于应激状态,需要消耗体内较多的免疫因子,血清酚氧化酶和超氧化物歧化酶活性降低,生长速度下降,而在饲料中适量增加碳水化合物不仅可促进对虾生长又可起到饲料蛋白质节约作用。     

凡纳滨对虾P23蛋白基因的筛选、表达和生物信息学分析

克隆凡纳滨对虾极端体重个体的组织差异表达基因P23基因并进行生物信息学分析, 为进一步研究该基因的功能以及凡纳滨对虾的分子选育等研究提供信息。以凡纳滨对虾雌虾极端体重个体腹部肌肉为实验材料, 利用抑制消减杂交(SSH)技术构建极大体重雌性个体和极小体重雌性个体腹部肌肉组织正反向消减cDNA文库:正库(以极大体重个体为试验组, 以极小体重个体为驱动组, L-S)和反库(以极小体重个体为试验组, 以极大体重个体为驱动组, S-L)消减cDNA文库, 并采用实时定量技术分析P23基因的组织表达规律, 利用生物信息学对其功能和结构进行预测。以β-actin为看家基因检测两个文库的消减效率分别为210和25, 实时定量技术分析结果表明P23基因在体重的调节中起上调作用。P23基因编码区序列全长495bp, 编码165个氨基酸, GenBank登录号:JF806619。生物信息学分析发现P23蛋白部分序列含有强疏水性, 无跨膜螺旋结构, 两种信号肽预测都显示P23含有信号肽。     

凡纳滨对虾4种血蓝蛋白亚型的特征分析

血蓝蛋白是对虾体内的氧运输蛋白,占血浆中蛋白含量的95%以上.研究表明,它参与了许多生理功能,包括蛋白储运,渗透压调节,蜕皮过程以及骨架形成等等.近年来的研究表明,血蓝蛋白还参与了对虾的先天性免疫反应,具有酚氧化酶,抗菌肽、抗病毒等相关生物活性.本研究从凡纳滨对虾中克隆获得了血蓝蛋白L亚基LvHcL,并对其基因组织结构进行了分析.该基因具有丰富的多态性,含有多个SNP位点.研究中发现该基因亚基至少存在4种亚型,其中一种亚型缺失第二个外显子,仅含有2个外显子.对各个亚型的转录水平分析表明,抗病对虾在病毒感染刺激下,各个亚型的转录水平均会被诱导提高.而普通对虾在病毒感染刺激下,各个亚型的转录水平则被抑制.研究结果表明,血蓝蛋白参与了对虾的抗病毒免疫反应.这些结果不仅有助于深入了解对虾血蓝蛋白的免疫学特点,也有助于促进对无脊椎动物抗病毒免疫机制的认识.