三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)FABP基因克隆及其在卵巢发育过程中的表达特征研究

脂肪酸结合蛋白(fatty acid-binding protein,FABP)是胞内脂质结合蛋白超家族成员,在长链脂肪酸的摄取、转运及代谢调节中发挥重要作用。本研究采用RACE技术克隆获得三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)脂肪酸结合蛋白基因(简称Pt FABP)c DNA全长,并采用实时荧光定量PCR技术测定了FABP基因在三疣梭子蟹不同组织和不同发育阶段卵巢中的表达情况,探讨了Pt FABP在卵巢发育过程中的作用。Pt FABP基因全长893bp,包括289bp的5’UTR,405bp的ORF和199bp的3’UTR。该基因编码长度为134个氨基酸的多肽,其理论p I为5.92,分子量为15.13k Da。Pt FABP氨基酸序列与中华绒螯蟹同源性最高(72%),且有一个Lipocalin结构域。q PCR的结果表明:FABP在三疣梭子蟹所有组织中均有表达,在卵巢中表达量最高,肝胰腺、眼柄中表达量中等,心脏、鳃、肌肉和血淋巴细胞中的表达较低。在卵巢发育过程中Pt FABP的表达量呈现先上升后下降的趋势,卵巢发育至近成熟期(Ⅳ期)时达到最高值,而在成熟排卵后不断降低。这与三疣梭子蟹卵巢发育伴随着脂类大量积累相关。因此上述研究结果表明,FABP可能参与调控三疣梭子蟹卵巢的发育,并且为后期胚胎的发育储存能量。     

三疣梭子蟹细胞周期蛋白H基因克隆及其在卵巢发育中的表达分析

Cyclin H作为细胞周期调控活动中的关键因子,通过与相应的细胞周期蛋白依赖性激酶(Cdks)结合来调控细胞周期中的各个环节,而三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)卵巢发育过程中存在旺盛细胞分裂活动的阶段,关于其卵巢发育的分子机制研究依旧较少。本实验通过SMART RACE方法,获得三疣梭子蟹cyclin H基因cDNA序列全长。并通过实时荧光定量PCR对其进行三疣梭子蟹卵巢发育相关的表达分析。结果发现,基因全长1 077bp,开放阅读框(ORF)、5’及3’非编码区(UTR)长度分别为999、31和46bp。预测编码一个包含332个氨基酸,分子量、等电点分别为38.89和6.20kDa的蛋白质,蛋白序列包含一个周期蛋白盒保守结构域。同源分析表明,三疣梭子蟹Cyclin H蛋白序列其他甲壳动物有着较高的同源性,与拟穴青蟹(Scylla paramamosain)和斑节对虾(Penaeus monodon)的同源性分别为95%和80%。表达分析后结果显示,cyclin H基因在卵巢中的表达量最高且在Ⅰ期和Ⅱ期卵巢中的表达量显著高于其他卵巢发育时期,去眼柄后该基因在卵巢中的表达量于第4天达到最大值且显著高于对照组,呈现先升高后降低的趋势(P0.05)。研究结果为深入开展三疣梭子蟹和其他甲壳动物性腺发育调控研究提供了重要信息。     

三疣梭子蟹几丁质酶基因克隆鉴定及在低盐胁迫和蜕皮周期中的表达分析

几丁质酶在甲壳动物中参与多个生物学进程,发挥重要作用。本研究采用RACE技术,克隆获得总长为3694 bp的三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)几丁质酶基因全长c DNA序列,命名为Pt Cht基因。该基因5′和3′非编码区分别为200bp和455bp,开放阅读框为3039bp,推测编码1012个氨基酸,预测分子量为113.4k Da,理论等电点为6.289。生物信息学分析表明,Pt Cht基因含有2个催化结构域和1个几丁质结合结构域Cht BD2,催化结构域具有几丁质酶第18家族的保守基序MotifⅠ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ;同源性和系统进化分析表明,三疣梭子蟹Pt Cht基因与亚洲玉米螟(Ostrinia furnacalis)Cht的同源性最高;荧光定量RT-PCR分析表明,Pt Cht基因在各组织中均有表达,而在眼柄和表皮中的相对表达量较高。Pt Cht基因在蜕皮周期中的表达规律表明,Pt Cht基因在不同蜕皮时期存在明显变化,在表皮中先下调后上调;在眼柄中,呈整体上调趋势。通过分析Pt Cht基因在低盐胁迫进程中的表达规律发现,低盐胁迫可显著改变Pt Cht基因在鳃和肝胰腺中的表达模式,整体呈先下降后上升最后下降的表达趋势。该研究结果表明Pt Cht基因在三疣梭子蟹蜕皮发育和渗透压调节中发挥重要作用,为深入研究三疣梭子蟹和其它甲壳动物几丁质酶的功能提供了重要信息。     

三疣梭子蟹HMGR基因的克隆及其在蜕皮中的表达分析

为了研究3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(3-hydroxy-3-methyl glutaryl coenzyme A reductase,HMGR)在甲壳动物蜕皮调控中的作用,采用RT-PCR和c DNA末端快速扩增技术(RACE),克隆得到三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)HMGR基因的c DNA序列(Gen Bank登录号:KF280756)。该序列全长2575bp,包括一个53bp的5′端非编码区,一个686bp的3′端非编码区和一个长度为1836bp的开放阅读框,编码611个氨基酸。该氨基酸序列与已公布的美洲海鳌虾HMGR氨基酸序列相比一致性达65%,具有Ⅰ型HMGR保守催化区域、两个HMG-Co A结合基序和两个NADP(H)结合基序。采用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)技术,分析三疣梭子蟹HMGR基因的组织差异表达及在蜕皮周期中的表达水平变化,结果表明HMGR基因在三疣梭子蟹大颚器(MO)中的表达量最高,在其它组织中表达量均极低;在三疣梭子蟹蜕皮周期中,大颚器中HMGR基因的表达量自A期至D0亚期升至最高,然后下降,至D4亚期最低。验证了大颚器是三疣梭子蟹合成甲基法尼酯的唯一器官,表明HMGR在三疣梭子蟹蜕皮调控中起着重要作用。     

三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)叉头蛋白2(foxl2)基因和性别决定框14(sox14)基因克隆与表达分析

三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)生殖发育研究相对较少,相关基因信息缺乏。本文以三角帆蚌卵巢和精巢为研究对象,对转录组测序获得的叉头蛋白2(foxl2)基因和性别决定框14(sox14)基因保守区进行克隆和表达分析。定量PCR显示foxl2主要在卵巢中表达,而sox14主要在精巢中表达。在不同发育时期,foxl2和sox14在受精卵和卵裂期基本不表达,从原肠期开始表达,钩介幼虫期表达量比较高。原位杂交染色证明foxl2基因主要表达在卵巢的间质细胞和颗粒细胞中,sox14在精巢的间质细胞和一些精原细胞中表达。三角帆蚌foxl2的表达和脊椎动物有类似的模式,foxl2可能在河蚌卵巢发育中起到重要作用,可以作为卵巢的一个标志分子;Sox14可能对精巢发育和功能维持有重要作用,可以作为精巢的一个标记分子。Foxl2和sox14在胚胎发育中也会发挥一定的功能。本文结果丰富了河蚌的基因资源,可为三角帆蚌的生殖与发育生物学研究提供基础数据。     

三疣梭子蟹含硒谷胱甘肽过氧化物酶基因克隆及其表达分析

为探究三疣梭子蟹的免疫机制以及谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)在甲壳动物响应寄生虫感染免疫过程中的作用,本研究采用RACE方法从三疣梭子蟹中克隆获得硒半胱氨酸-谷胱甘肽过氧化物酶基因的全长cDNA序列,其cDNA序列全长为696bp,5′-UTR长度为102bp,3′-UTR长度为87bp,开放阅读框长度为507bp,编码168个氨基酸,其中含有一个典型的由蛋白石终止密码子(220TGA222)编码的硒半胱氨酸(40U)。预测了该基因编码的氨基酸序列及其中的保守结构域,包括GPx家族签名序列(64LAFPCNQF71)、活性位点序列(152WNFEKF157)以及与酶催化活性相关的氨基酸位点包括谷氨酰胺(74Q)、精氨酸(90R和168R)和色氨酸(142W)。相似性比对和系统发育分析结果表明,三疣梭子蟹硒半胱氨酸-谷胱甘肽过氧化物酶(SeGPx)与甲壳动物中的SeGPxs相似性较高,其中与拟穴青蟹SeGPx相似性最高,并与其在系统发育树中聚为一支。经血卵涡鞭虫侵染后(0—192h),SeGPx基因在三疣梭子蟹的血细胞、肝胰腺和鳃组织中的转录水平均发生显著性升高。该结果表明,SeGPx在三疣梭子蟹应对血卵涡鞭虫的免疫反应中发挥重要作用,可通过调控甲壳宿主体内被病原扰乱的氧化还原状态进而起到宿主组织保护作用。     

三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)胞内氯离子通道蛋白基因克隆及其表达分析

本研究克隆了三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)胞内氯离子通道蛋白基因,命名为Pt CLIC。该基因c DNA全长2000bp,5’和3’非编码区(UTR)长分别为76bp和1162bp,开放阅读框长762bp,推测编码253个氨基酸,预测分子量为29.2k Da,理论等电点为5.93。生物信息学分析表明,Pt CLIC基因中未发现跨膜结构域,属于不稳定蛋白;同源性分析表明,Pt CLIC基因编码的氨基酸序列与蚤状溞(Daphnia pulex)CLIC基因的同源性高达83%;系统进化分析表明,三疣梭子蟹与拟穴青蟹首先聚为一支;实时荧光定量RT-PCR分析表明,Pt CLIC基因在选取的所有组织中均有表达,在肝胰腺中的相对表达量最高,且显著高于其它组织(P0.05)。低盐度胁迫显著改变了Pt CLIC基因在三疣梭子蟹鳃和肝胰腺中的表达模式,整体呈先上调后下调的趋势,并发现该基因在低盐耐受和低盐敏感家系中的表达规律差异显著。研究结果表明Pt CLIC基因在三疣梭子蟹渗透压调节中发挥重要作用,可辅助三疣梭子蟹耐低盐品系的选育。     

东海三疣梭子蟹第一次卵巢发育规律的研究

2004年7月至2005年4月在舟山海区定点连续采样,系统研究了东海三疣梭子蟹卵巢发育期间的卵巢指数(GSI)、肝胰腺指数(HSI)、卵巢外部特征、卵巢发育分期及其组织学的变化.结果表明:东海三疣梭子蟹生殖蜕壳和交配主要发生在9~10月,产卵主要在3~4月,卵巢发育早期不同个体间的GSI差异较大,后期则趋于同步;三疣梭子蟹卵巢发育期间,GSI显著增加,HSI呈现先上升后下降的趋势,GSI和HSI呈负相关性;根据GSI、卵巢形态特征和组织学变化等,三疣梭子蟹卵巢发育可以分为6期,Ⅰ期卵巢呈透明细带状,雌体尚未生殖蜕壳,卵巢中主要为卵原细胞(OG)和卵黄合成前的卵母细胞(PR);Ⅱ期卵巢呈乳白色,主要为卵黄合成前的卵母细胞(PR)和内源性卵黄合成期的卵母细胞(EN);Ⅲ期卵巢为淡黄色或橘黄色,主要为外源性卵黄合成期的卵母细胞(EX);Ⅳ期卵巢呈橘红色,主要为近成熟的卵母细胞(NO),卵径为200~300μm;Ⅴ期卵巢发育成熟,主要为成熟期的卵母细胞(MO);Ⅵ期卵巢呈淡橘红色,已排卵,卵巢中主要为排卵后剩余的基膜和滤泡核.     

三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)雌雄性腺的差异转录组分析

三疣梭子蟹(Portunustrituberculatus)是我国东海海域具有重要经济价值的蟹类。为探讨雌雄梭子蟹性腺基因表达差异,挖掘与性腺发育相关基因,利用高通量测序技术对三疣梭子蟹雌雄性腺进行测序和生物信息学分析,为进一步研究其性腺发育及性别分化机制提供基础。测序结果经denovo组装共获得192848个转录本,130054个unigene。差异表达分析发现,其中101742个unigene上调,37588个unigene下调。在差异表达数据库中筛选出EcR、RXR、VTG等6个可能参与三疣梭子蟹的性腺分化发育的基因,并利用荧光定量PCR验证其在雌雄性腺中的表达情况,验证结果与转录组测序结果基本一致,为深入研究三疣梭子蟹性腺分化发育调控分子机理和相关功能基因提供了重要的基因数据资源。     

三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)CYP2基因的cDNA克隆及表达分析

通过RT-PCR及Smart?TM Race技术,首次克隆了三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)CYP2基因cDNA全长序列。该基因cDNA全长1662bp,编码一个由492个氨基酸组成的多肽,预测理论等电点为6.348,分子量大小为56.68kD。氨基酸序列中含有CYP基因家族所特有的K螺旋保守序列(ExxR)和血红素结合区(FxxGxxxCxG)。经氨基酸序列比对及系统进化树分析发现,与岸蟹(Carcinus maenas)的同源性最高,达到75%。实时荧光定量PCR结果表明,CYP2基因在肝胰腺、鳃、肌肉、血淋巴、心脏和眼柄中均有分布,在肝胰腺中表达量最高。肌肉注射磺胺嘧啶后,三疣梭子蟹高、中、低三剂量组CYP2基因表达较对照组都有上调,并具有时间差异性,低剂量组表达量逐渐降低,趋于对照组,中剂量组和高剂量组表达量先升高后降低,6h后同一时间点,均是高剂量组表达最高,低剂量组最低。表明磺胺嘧啶可诱导三疣梭子蟹CYP2基因,CYP2基因可能参与三疣梭子蟹的药物代谢反应。     

拟穴青蟹(Scylla paramamosain)PP2A调节亚基B的基因克隆与表达分析

采用RT-PCR、RACE等方法,获得了拟穴青蟹PP2A调节亚基B(PP2A-B)的cDNA全序列,全长2040bp,开放阅读框(ORF)为1332bp,可编码443个氨基酸残基。同源分析显示,该基因编码的蛋白与其它一些物种具有很高相似性,推测PP2A-B基因具有很高的保守性。经荧光定量PCR检测,PP2A-B基因在拟穴青蟹多个组织中有表达,且在脑、卵巢、鳃中表达量较高。在拟穴青蟹卵巢发育过程中,PP2A-B基因在卵巢未发育期(I期)表达量最高,此后各期逐渐下降,推测PP2A-B在卵巢中可能以PP2A全酶的形式存在,抑制卵巢发育。     

拟穴青蟹(Scylla paramamosain)蛋白二硫键异构酶基因的分子克隆与表达分析

蛋白二硫键异构酶(PDI)是内质网中的关键酶, 参与蛋白合成过程中二硫键的形成、还原和异构。本文首次从拟穴青蟹(Scylla paramamosain)克隆获得了PDI基因cDNA全长, 该序列长度为2015bp, 开放阅读框为1452bp, 编码483个氨基酸。荧光定量PCR检测发现PDI存在于拟穴青蟹的多个组织中; 在拟穴青蟹卵巢发育过程中, PDI基因的表达量在前4个时期逐渐上升, 到了第5期(成熟期)表达量则下降, 表明PDI参与了卵巢发育的蛋白合成过程。免疫组化表明, 拟穴青蟹卵母细胞存在PDI阳性反应, 进一步为该分子参与卵巢发育提供了形态学证据。     

Dynamic metabolite alterations of Portunus trituberculatus during larval development

A mass mortality often occurs from molting to the megalopa stage during the larval development of the swimming crab Portunus trituberculatus. Larvae with insuffcient nutrient accumulation during the zoeal stages are probably unable to develop into juvenile swimming crabs. However, the nutritional information such as the primary metabolites is scarce for P. trituberculatus larvae. The aim of this work is to obtain an insight into the metabolite traits of P. trituberculatus at early developmental stages. 1 H nuclear magnetic resonance spectroscopy coupled with multivariate data analysis was used to determine how the metabolite pro?les shift during larval development in P. trituberculatus. Our results show that the trend of total metabolites exhibited a rise from zoea 1 to zoea 3, followed by a drop from zoea 4 to megalopa and recovery during the ?rst juvenile stage. A large-scale depletion of total metabolites in the zoea 4 and megalopa stages suggests a deep depression of metabolic activity, which may be linked to the mass mortality from molting to the megalopa stage. These ?ndings provided essential metabolic information about the larval development of P. trituberculatus and important clues for understanding the nutritional requirements of P. trituberculatus in early developmental stages.     

早熟中华绒螯蟹眼柄视神经节对卵巢发育的生殖调控作用

采用组织切片技术于光镜下观察了早熟中华绒螯蟹（Eriocheir sinensis）眼柄视神经节的组织形态结构,以体外培养法研究早熟蟹眼柄视神经节对同种甲壳动物中华绒螯蟹和异种甲壳动物克氏原螯虾卵巢发育的影响,并以放射化学测定法测定早熟蟹眼柄粗提物及单侧或双侧眼柄镊烫后对大颚器生物合成甲基法尼酯（MF）的影响．结果表明,早熟蟹眼柄视神经节呈乳白色,椭圆柱形,外包一层黑色视网膜,由外髓、内髓、端髓3部分构成;端髓区域可明显区分3种类型的神经分泌细胞;早熟蟹眼柄视神经节对同种和异种甲壳动物的卵巢发育均有抑制作用;早熟蟹眼柄粗提物对MF生物合成的抑制作用随浓度的增加而增强．研究证实早熟蟹眼柄视神经节对卵巢的抑制作用较正常发育蟹弱,且对同种甲壳动物卵巢发育的抑制作用强于对异种动物．     

Growth marks in eyestalks of Portunus trituberculatus:A development of technique and evidence of molting

The analysis of growth bands in the eyestalk has been increasingly used for estimating crustacean ageing and molting. In this study, we developed an effective method to process and observe the eyestalk microstructure of the swimming crab(Portunus trituberculatus). We found that dark pigmentation as a result of boiling has an influence on the observation of the eyestalk microstructure. Choosing an unboiled eyestalk, this study compared the cross section and longitudinal section, and concluded that the cross section is suitable for the observation of growth increments with 6.1% CV(coefficient of variation), and growth bands are suitable for the observation of the longitudinal section with 5.4% CV. The width of growth increments near the edge of the endocuticle is small, and the width of growth increments of the middle part of the endocuticle is large. Relationship of number of growth bands to molting time was fitted to a linear function with the slope not significantly different from 1, indicating that growth bands are formed associated with molting. Periodicity of growth increment formation was calculated as 3.7 d, however was not verified. Our results provide a new improved technique for identification of crustacean molting and growth.     

口虾蛄高血糖激素基因全长cDNA的克隆及表达分析

本文首次采用RACE技术获得口虾蛄(Oratosquilla oratoria)眼柄部高血糖激素(crustacean hyperglycemic hormone,CHH)基因cDNA全长序列,共2 421 bp,5'UTR长度为180 bp,3'UTR 为1 821 bp,开放阅读框(ORF)长420 bp,编码139个氨基酸。预测蛋白二级结构α-螺旋23.74%,延伸链占23.02%,无规则卷曲占53.24%,预测分子量为15.47 kD,等电点(pI)为7.049。CHH成熟肽包含6个CHH家族中位置保守的Cys残基,C端为GK,推断为ES型CHH基因。聚类分析表明:口虾蛄CHH和十足目CHH聚为同一个分支的两亚群,具有较近的亲缘关系。荧光定量PCR分析结果表明,CHH基因在肠中表达量最高,在眼柄、触角中有较高的表达量,在肌肉中表达量相对较低,在卵巢中表达最低,而在精巢中不表达。     

中华绒螯蟹卵巢发育周期的组织学细胞学观察

于1989－1990年，用组织切片技术，结合外观特征，在光镜水平对浙北地区的中华绒螯蟹卵巢发育周期进行组织学、细胞学观察，并对从卵原细胞增殖到卵母细胞生长、卵子成熟及卵巢退化、重新发生等进行系统观察研究。研究表明，中华绒螯蟹可以观察到第一次成熟分裂中期相为成熟卵的标志，并以此标志将卵子发生分成四期、卵巢发育分成VII期。结果还表明，中华绒螯蟹雌蟹的成熟时间因所处的地理纬度不同而有所差异，浙北地区雌蟹促产怀卵的最佳时间是3月份并延至4月上旬；卵子必须借助海水及交配活动刺激才能达到成熟；因故无法产卵或一直生活在淡水中的成熟雌蟹其整个卵巢即退化，退化卵巢亦能重新发生，新生卵子的形态、发育时序与首次等待青春期蜕壳的蟹一致；孵后母蟹不仅能继续蜕壳生长，其卵巢也能重新发生，新生卵子的形态、发育时序如前一致；但在卵巢结构上彼此又有明显的区别。     

中国沿海三疣梭子蟹的遗传结构和亲缘关系分析

应用CLUSTAL X 1.81对位排序软件和Molecular Evolutionary Genetics Analysis (MEGA) Version 3.1系统发育相关分析软件包,分析了渤海、黄海和东海不同群体的三疣梭子蟹mtDNA D-loop片段序列,(不包括引物)D-loop序列(不包括引物)长约1 241 bp,该片段AT、GC平均含量分别为75.8%和24.2%,AT含量均明显高于GC含量,种群间的遗传距离平均为0.025.依据D-loop序列,应用邻接法(NJ)、最小进化法(ME)及最大简约法(MP),构建中国沿海三疣梭子蟹亲缘关系的系统发生树,MP、NJ和ME树中所显示的三疣梭子蟹亲缘关系基本一致.NJ和ME树中来自东海的XM1与DT5聚为姊妹群;来自渤海的PL1与来自东海的YT1聚为姊妹群;来自东海的DT3与来自黄海的DD1聚为姊妹群,再与来自渤海的PJ1相聚形成一个单系;来自东海的ZS1与来自黄海的QD1聚为姊妹群;来自东海的DT4与来自黄海的YC1相聚,再与来自东海的YT2,YT3相聚.在MP树中,来自黄海的YC1与来自东海的DT4相聚为姊妹群,再与YT2相聚;来自渤海的PL1与来自东海的YT1聚为姊妹群;来自东海的XM1与DT5聚为姊妹群;来自东海的DT3与来自黄海的DD1聚为姊妹群,再与来自渤海的PJ1相聚;来自东海的ZS1与来自黄海的QD1聚为姊妹群;这些群最后再与来自东海的YT3相聚.结果显示中国沿海各海区三疣梭子蟹种群间存在明显的基因交流,亲缘关系的远近并不以海区划分和地理位置的远近为依据.洄游和长期以来跨海区的捕捞作业可能是三疣梭子蟹种群间基因交流的根本原因;蓬勃发展的三疣梭子蟹人工养殖和放流也会导致亲蟹和苗种跨海区交流,对三疣梭子蟹种质资源的保护将产生巨大影响.