成团泛菌依赖型磷酸甘油酸变位酶基因的克隆、序列分析及产氢中的差异表达

为研究高效产氢菌株成团泛菌(Pantoea agglomerans)BH-18中依赖型磷酸甘油酸变位酶(cofactor-dependent phosphoglycerate mutase, dPGM)与产氢之间的关系,本研究根据GenBank上已登录的肠杆菌中编码 dPGM的基因序列设计一对引物,从细菌基因组 DNA中克隆得到编码 dPGM基因的完整开放阅读框,其长度为753 bp,编码250 aa。采用BLAST对其与NCBI GenBank中的核苷酸序列进行比较分析,结果表明该基因保守性相对较高,与肠杆菌科众多菌株中的 dPGM 基因相似性达100%。采用Bioedit和Mega4软件构建NJ系统进化树,结果表明成团泛菌BH-18的dPGM氨基酸序列与Enterobacter asburiae的dPGM聚为一类,而与成团泛菌属中其他菌株的该蛋白关系较远, dPGM的氨基酸序列在属内不保守。最后,根据已获得的基因序列设计引物,采用RT-PCR的方法分析了成团泛菌BH-18产氢过程中dPGM基因的转录情况,结果表明dPGM基因的转录与产氢呈正相关,依赖型磷酸甘油酸变位酶是产氢过程中的关键酶。     

大黄鱼(Larimichthys crocea)IL-10基因的克隆与表达分析

白细胞介素10(Interleukin 10,IL-10)是一种抗炎细胞因子,可以抑制机体免疫反应。本研究经过分析大黄鱼基因组数据库发现了IL-10同源基因,并对其cDNA编码区序列和基因组DNA序列进行了克隆分析。大黄鱼IL-10(LycIL-10)基因由5个外显子和4个内含子构成,其序列全长1 869bp,其开放阅读框(ORF)长555bp,编码184个氨基酸,其N端的22个氨基酸残基为预测的信号肽,成熟肽由162个氨基酸残基组成,包含了脊椎动物IL-10标志性保守序列。LycIL-10的氨基酸序列同其他已知物种的IL-10氨基酸序列的一致性为26.49%~77.01%。Real-time PCR分析发现LycIL-10在检测的组织中为组成型表达,在脾脏和肌肉中转录水平相对较高。三联灭活细菌疫苗和聚肌苷酸胞苷酸(poly(I∶C))刺激后,大黄鱼头肾和脾脏中LycIL-10mRNA的转录水平会显著升高,表明LycIL-10可能参与抑制大黄鱼由细菌和病毒引起的炎症反应。     

三角褐指藻磷酸甘油酸变位酶基因可能侧翼序列的筛选、克隆以及序列测定

采用RT PCR的方法从酵母中成功地得到了磷酸甘油酸变位酶的cDNA基因 ,分别用32 P和地高辛 ddUTP标记以用作探针。以32 P标记的探针筛选三角褐指藻基因组文库 ,获得了 4kb的阳性DNA片段 ;进一步分析发现 ,该 4kb片段的真正阳性区域是位于片段端部的30 6bp的序列 ,因此认为该序列为三角褐指藻磷酸甘油酸变位酶基因的侧翼部分。克隆该30 6bp的DNA片段 ,并且测定其序列。结果表明 ,该 30 6bp的DNA片段包含两个同向重复序列 ,每个重复序列的大小为 1 1 6bp ,在每个重复序列中均含有GGTTCAATGT区域 ,这与一般常见的真核基因 5′端的CAATbox有相似之处。     

龙须菜UDP-葡萄糖焦磷酸化酶基因的克隆及其表达与琼胶产量的关系

对红藻龙须菜(Gracilaria leimanei formis)UDP葡萄糖焦磷酸化酶(UGPase)基因的表达与不同藻株中藻体琼胶产量之间的相关性进行研究.通过PCR扩增的方法得到了龙须菜UGPase的基因序列.该基因cDNA序列的全长为2 200 bp,开放阅读框1 485 bp,编码494个氨基酸;龙须菜UGPase基因的氨基酸序列与其它物种的UGPase氨基酸序列相似性较高;该基因是单拷贝的,缺乏内含子;具有特殊的加尾信号.利用荧光实时定量PCR的方法检测UGPase基因相对表达量.结果表明,该基因的表达与琼胶含量存在显著相关性,即在高琼胶组藻株中的表达量显著高于低琼胶组藻株,对琼胶含量高低具有指示作用,显示了在产业化应用中的潜能.     

龙须菜UDP-葡萄糖焦磷酸化酶基因的克隆及其表达与琼胶产量的关系

对红藻龙须菜(Gracilarialei maneiformis)UDP葡萄糖焦磷酸化酶(UGPase)基因的表达与不同藻株中藻体琼胶产量之间的相关性进行研究。通过PCR扩增的方法得到了龙须菜UGPase的基因序列。该基因cDNA序列的全长为2 200 bp,开放阅读框1 485 bp,编码494个氨基酸;龙须菜UGPase基因的氨基酸序列与其它物种的UGPase氨基酸序列相似性较高;该基因是单拷贝的,缺乏内含子;具有特殊的加尾信号。利用荧光实时定量PCR的方法检测UGPase基因相对表达量。结果表明,该基因的表达与琼胶含量存在显著相关性,即在高琼胶组藻株中的表达量显著高于低琼胶组藻株,对琼胶含量高低具有指示作用,显示了在产业化应用中的潜能。     

海带CRY-DASH基因的克隆与转录表达分析

利用cDNA末端快速克隆(RACE)技术,获得海带(Saccharina japonica) CRY-DASH基因(SjCRYDASH)全长序列,结构分析发现,其ORF区长1779 bp,编码592个氨基酸。进行氨基酸同源序列比对,其与其他藻类和高等植物间存在两个重要辅基MTHF和FAD结合的保守域。通过不同光质照射诱导海带幼孢子体,发现蓝光、白光诱导1h后,均能使SjCRY-DASH转录水平上升,且SjCRY-DASH对蓝光的响应更强烈。本研究结果为研究大型褐藻-海带CRY-DASH受光诱导调控功能打下基础。     

文蛤C型凝集素基因(Mm-Lec1)的克隆与表达分析

文蛤(Meretrix meretrix)是我国重要的滩涂养殖贝类,病害严重影响文蛤增养殖业,研究文蛤的免疫机制有助于解决文蛤的病害问题。C型凝集素(C-type lectin)参与先天免疫,在识别病原相关分子模式和激活体液免疫因子等方面发挥重要作用。本研究检索已构建的文蛤全长cDNA 文库,经过Blast比对得到了文蛤C型凝集素1(Mm-Lec1)基因的全长cDNA序列。Mm-Lec1序列全长586 bp,5'和3'非翻译区(UTR)的长度分别为21 bp和79 bp,开放阅读框长度为486 bp,编码161个氨基酸,分子量为18.65 kD,理论等电点为4.98。预测的氨基酸序列中含有信号肽(Met1-Ser19)、糖识别结构域(CRD)和糖结合位点(QPN)。Mm-Lec1的三级结构是紧凑型,含有β片层结构。同源性分析结果表明,Mm-Lec1与其他物种C型凝集素相似度在20%~32%;邻接法(Neighbor-Joining, NJ)进化树分析结果表明,Mm-Lec1与紫贻贝CTL 6和栉孔扇贝CTL A聚为一支。实时荧光定量分析结果显示,Mm-Lec1在文蛤鳃、肝胰腺、闭壳肌、外套膜、性腺和血细胞中均表达,其中鳃表达量最高,血细胞次之,性腺中表达量最少;在鳗弧菌(Vibrio anguillarum)刺激实验中,6 h时Mm-Lec1在血细胞中的表达量最低,48 h表达量最高,暗示Mm-Lec1参与文蛤抵御细菌入侵的免疫过程。     

中国明对虾caspase基因的克隆与表达分析

利用细胞凋亡来清除多细胞器官受损伤或有害的细胞,为动物发育过程中保持机体平衡起到关键作用。为了研究细胞凋亡在甲壳类动物应对病毒感染后所起到的作用,作者利用同源克隆技术获得了中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)caspase基因(FcCasp)的cDNA序列,并分析了该基因在对虾受到白斑综合症病毒(white spot syndrome virus,简称WSSV)刺激后的表达变化规律。结果表明,该基因的cDNA含有954个核苷酸,编码317个氨基酸,具有caspase家族典型的QACRG五肽蛋白酶活性位点(190-194氨基酸)。对注射了WSSV的中国明对虾FcCasp的表达进行分析,在5个时间点取其肝胰脏样本,经real-time PCR检测发现,WSSV刺激3 h后,对虾肝胰脏中FcCasp的表达呈现显著性上调,说明FcCasp的表达与WSSV感染密切相关,提示FcCasp基因与细胞凋亡相关。     

马氏珠母贝(Pinctada fucata)组织蛋白酶L基因的克隆与表达分析

根据已构建的溶藻弧菌(Vibro alginolyticus)诱导的马氏珠母贝(Pinctada fucata)血淋巴cDNA差减文库得到的ESTs序列, 应用cDNA末端快速扩增(RACE)技术成功克隆了其组织蛋白酶L基因(PFCatL), 并对其进行了生物信息学分析; 应用实时荧光定量PCR (Real-time PCR)技术, 研究了PFCatL基因在溶藻弧菌刺激前后马氏珠母贝足、外套膜、鳃、闭壳肌等8个组织中的表达变化。结果表明, PFCatL基因cDNA全长2004bp, 其中5′非编码区(5′-UTR)50bp, 3′非编码区(3′-UTR)865bp, 开放阅读框(ORF)1089bp, 编码362个氨基酸, 其分子量计算值(MW)为40.52kDa, 理论等电点(IP)为5.20; 生物信息学分析表明, PFCatL含有16个氨基酸残基组成的信号肽序列以及组织蛋白酶前体抑制功能域I29; Clustalw2多重比对发现PFCatL氨基酸序列在催化三联体Cys-His-Asn、底物结合位点以及二硫键形成相关的半胱氨酸残基位点高度保守; Real-time PCR研究发现, PFCatL在马氏珠母贝各组织中均有表达, 但各组织间的表达量存在差异, 其中以肾和闭壳肌中的表达量最高; 溶藻弧菌感染4h后, 外套膜、鳃以及血淋巴中PFCatL基因的表达较感染前显著上调。     

藻类磷酸甘露糖异构酶基因的序列结构特点及系统进化分析

磷酸甘露糖异构酶基因(phosphomannose isomerase,PMI)编码磷酸甘露糖异构酶(PMI),可逆催化甘露糖-6-磷酸和果糖-6-磷酸之间的相互转化,在GDP-D-甘露糖的合成中起重要的作用,后者是生物体合成糖蛋白和糖脂必需的前体物质。本文根据在Genbank中已经登录的部分藻类PMI基因序列,与部分细菌、真菌、植物和动物的PMI基因序列做比较,研究其进化趋势和规律及其基因结构,为以后在大型藻类中研究该基因奠定基础。系统进化分析表明,藻类的PMI基因有2个进化方向,绿藻类的PMI基因与高等植物的进化趋势一致;而杂色藻类(硅藻和褐藻)则单独形成一个进化分支。多序列比对表明,磷酸甘露糖异构酶蛋白有3个保守区,其中有4个氨基酸残基位点是金属离子结合位点,分别为2个Glu和2个His。对部分藻类的PMI基因进行结构分析表明:在比较低等的藻类中,PMI基因没有内含子插入,而较高等的藻类中则有不同数目和长度的内含子插入。对部分藻类PMI基因的生物信息学分析结果显示,PMI基因编码的蛋白为酸性蛋白,分子量在40到60kDa之间;二级结构中均以α-螺旋和无规则卷曲为主;三级结构与二级结构相吻合。     

脆嫩–厚成期海带物质成分变化分析研究

采用国家规定的标准方法,分别测定了脆嫩-厚成期(1~5月份)荣成地区养殖海带体内9种物质(蛋白、脂肪、粗纤维、粗灰分、碘、磷、钙、铁和锌)含量,系统分析了各物质成分含量变化规律,以及各成分与海水温度的关联性。分析表明,不同物质质量分数最高值出现时间不同,其中蛋白质和粗灰分质量分数最高值出现在1月份,脂肪、磷和锌出现在2月份,碘和铁出现在3月份,粗纤维和钙出现在5月份。同时,1~5月份各种物质质量分数变化规律也不相同,蛋白质、粗灰分、磷和锌的质量分数呈现下降趋势,粗纤维、钙的质量分数呈上升趋势,而碘和铁的质量分数变化不稳定。蛋白质、脂肪、粗纤维、粗灰分、磷和锌含量变化与温度有显著关联性。     

贻贝附着基海带苗种运输技术探究

中介生物辅助大型海藻海底基质附着技术,是采用海面撒播苗种方法,进行大型海藻海底增殖的核心技术。研究发现,该贝、藻复合体苗种的运输比普通水产苗种运输难度显著增加。本文采取传统的干运、水运以及发明的淋水运输3种不同方式,进行了贻贝附着基海带苗种运输技术研究。结果表明:干运3h内苗种的存活率和生长速度与对照组差异不显著(P0.05);水运1h以上苗种的存活率与对照组差异显著(P0.05);淋水运输24 h内苗种的存活率和生长速度与对照组差异不显著(P0.05)。实验说明:水运不适合该苗种运输;在露空时间3 h以内,干运是最经济、最便捷的苗种运输方法;在露空24 h以内,采取淋水运输能够保证苗种的成活率,可以作为该苗种常规的运输方法。     

运用分子标记辅助构建海带核心种质资源

海带(Saccharina japonica)是一种具有重要经济和生态价值的大型海藻,配子体是其种质资源保存的形式,也是海带杂交育种、育苗的材料。为有效管理和评价海带种质资源,初步构建了海带核心种质资源,利用RAPD标记技术对海带"早厚成一号"的28份配子体进行了遗传学评价。采用UPGMA聚类法,根据遗传相似性系数进行分组,采用简单比例法进行取样(25%、35%、50%、65%)分析,计算不同取样比例时的遗传多样性参数,结合样本的生长状态和雌、雄比例,综合评价遗传多样性的各种参数,取样比例为50%时构建的核心种质库相对合理。本研究为海带品种(系)的核心种质的筛选和遗传学评价打下基础。     

海带膳食纤维的理化特性及通便作用研究

海带富含褐藻胶、纤维素和半纤维素等成分,是生产膳食纤维的优质原料。本文以海带为原料制备海带膳食纤维,并开展了海带膳食纤维与两种常见膳食纤维的理化性质及通便作用的比较研究。结果表明,海带膳食纤维持水力和膨胀力优于燕麦膳食纤维和魔芋膳食纤维;在通便实验中,小鼠给予海带膳食纤维一段时间,小鼠墨汁推进率和便秘模型小鼠排便粒数以及排便重量均明显优于空白对照小鼠以及其他膳食纤维处理小鼠。上述研究表明海带膳食纤维各项生理指标作用最好,并具有较好的通便作用。     

节能型海带育苗新技术——黑暗流水储存配子体

目前采用的海带苗培育方法已经有50多年的历史,它将21~28℃的自然海水降温至6~8℃用于育苗。缺点是海水降温成本高、管理需要人工多。而本技术在育苗过程中的一定时期,将苗帘集中堆放,在流水黑暗条件下储存配子体14 d,储存期间无需人工管理。以此配子体储存技术,可以将海带育苗平均水温从目前的7℃左右提高到10℃左右。     

2个重组海带α-碳酸酐酶(CA)的酶活性比较研究

为了探究海带(Saccharina japonica)α-CA1和α-CA2是否具有催化CO₂的可逆水合反应和酯酶活性,作者通过原核表达得到这两种α-CA的可溶性的异源重组蛋白。分别用电极法和酯酶活性检测法来检测重组α-CA1(rα-CA1)和rα-CA2的水合酶活性和酯酶活性,结果发现,rα-CA1的水合酶活性(1.52±0.120 U/mg)几乎是rα-CA2(0.54±0.046 U/mg)的3倍,表明rα-CA1催化CO₂的水合能力明显大于rα-CA2。而两者的酯酶活性并没有显著的差别(rα-CA1比活力:0.697±0.176 U/g,rα-CA2比活力:0.743±0.129 U/g),说明催化乙酸对硝基苯酯(p-NPA)生成对硝基苯酚(p-NP)的能力是没有显著差别的。实验结果证实这2个α-CA为功能蛋白,可能参与海带无机碳吸收和储存过程,因此,本研究为海带无机碳吸收和储存机制的解析提供了生物化学依据。     

海带转录组SSR序列特征及其相关基因功能分析

对海带(Saccharina japonica)转录组测序数据进行分析,从70 497条Unigenes中共检测到9 237个简单序列重复(SSR)位点,并对包含SSR序列的Unigenes进行功能注释。海带转录组中SSR的类型十分丰富,其中单核苷酸和三核苷酸重复SSR的数量最多,分别占SSR总数的40.9%和39.4%,其次为四核苷酸、二核苷酸、五核苷酸和六核苷酸重复,分别占SSR总数的9.8%,6.1%,3.1%和0.7%。SSR重复单元类型共有147种,其重复次数的范围为5~70次。功能注释发现约50%含有SSR的Unigenes获得了注释信息,并且大多数与已知蛋白有同源性。COG、GO功能分类结果均表明,大量含有SSR序列的基因与多种生物功能有关,其中与碳水化合物代谢及参与细胞组成相关的基因数量最多。本研究结果为深入开发功能性SSR标记奠定基础,也为开展海带分子标记辅助选育提供支持。     

一株可诱导海带配子体产生白化病的细菌的分离与鉴定

海带(Saccharina japonica)是一种重要的经济养殖海藻。中国海带与褐藻胶的产量分别占世界总产量的60%和90%。与高等农作物相似,在海带育苗及养殖过程中常常会暴发病害,严重时可造成20%~50%的减产。分离、鉴定致病菌及其致病因子是预防和控制病害发生的前提条件。由于海藻的致病菌大多是条件致病菌,迄今为止,海带致病菌的分离和鉴定仍是一个瓶颈问题。本研究运用传统微生物分离培养方法从脱苗病海带幼苗藻体分离出一株致病菌LJ2-4,经过复染实验及科赫法则验证,证实该菌株在实验室条件下可使健康海带雌、雄配子体产生白化的病症。LJ2-4菌落圆形、边缘完整,呈浅橙色。扫描电镜和透射电镜观察表明:LJ2-4菌体呈球形/杆状,长0.5~1.2µm,宽0.4~0.7µm无鞭毛。经16S rDNA分子鉴定,其与Planococcus okeanokoites IFO 12536^T的相似性为99.45%。结合LJ 2-4的生理生化特性,将该菌株命名为Planomicrobium okeanokoites LJ2-4。P.okeanokoites LJ2-4是在实验室条件下可引起健康海带配子体产生白化病的条件致病菌。本研究为海带致病菌致病机理的研究奠定了前期工作基础,同时也可为预防与控制海带苗期脱苗病的暴发提供理论依据。