牙鲆FEL1基因的表达及功能分析

凝集素(Lectin)是一类能与糖进行非共价可逆结合的蛋白质,具有凝集细胞和聚糖的作用。在牙鲆的集约化养殖过程中,会面临许多病原微生物的入侵,造成大量的经济损失,研究表明鱼卵凝集素(Fish egg lectin)是凝集素超家族中的一员,在硬骨鱼的抗菌免疫反应中发挥作用。在本研究中,克隆验证了牙鲆FEL1基因(Fish egg lectin 1,PoFEL1),其中开放阅读框(Open reading frame,ORF)为675 bp,编码224个氨基酸,蛋白分子量为24.8 kDa。PoFEL1组织表达分析显示,PoFEL1在卵巢、肠以及肝脏中的表达量比较高;胚胎发育过程中PoFEL1表达分析显示,在胚胎发育的早期PoFEL1的表达量比较高,随着胚胎的逐渐成熟,其表达量逐渐降低,呈母源性表达。体外细胞刺激实验表明LPS、PGN、Poly(I∶C)和E.tarda刺激牙鲆卵巢细胞系后,PoFEL1的表达上调。利用牙鲆卵巢细胞研究了PoFEL1蛋白的亚细胞定位,证实其分布在细胞质中。用LPS刺激过表达PoFEL1的牙鲆卵巢细胞系,发现细胞因子p38、IL-6和TNF-α的表达显著上调。通过双荧光素酶检测系统发现,过表达PoFEL1能显著上调NF-κB报告基因的表达,从而引起机体的免疫应答,说明PoFEL1对NF-κB通路可能具有调节作用。以上研究结果说明PoFEL1在牙鲆先天性免疫过程中发挥作用。     

牙鲆FEL1基因的表达及功能分析

凝集素(Lectin)是一类能与糖进行非共价可逆结合的蛋白质,具有凝集细胞和聚糖的作用。在牙鲆的集约化养殖过程中,会面临许多病原微生物的入侵,造成大量的经济损失,研究表明鱼卵凝集素(Fish egg lectin)是凝集素超家族中的一员,在硬骨鱼的抗菌免疫反应中发挥作用。在本研究中,克隆验证了牙鲆FEL1基因(Fish egg lectin 1,PoFEL1),其中开放阅读框(Open reading frame, ORF)为675 bp,编码224个氨基酸,蛋白分子量为24.8 kDa。PoFEL1组织表达分析显示,PoFEL1在卵巢、肠以及肝脏中的表达量比较高;胚胎发育过程中PoFEL1表达分析显示,在胚胎发育的早期PoFEL1的表达量比较高,随着胚胎的逐渐成熟,其表达量逐渐降低,呈母源性表达。体外细胞刺激实验表明LPS、PGN、Poly(I∶C)和E.tarda刺激牙鲆卵巢细胞系后,PoFEL1的表达上调。利用牙鲆卵巢细胞研究了PoFEL1蛋白的亚细胞定位,证实其分布在细胞质中。用LPS刺激过表达PoFEL1的牙鲆卵巢细胞系,发现细胞因子p38、IL-6和TNF-α的表达显著上调。通过双荧光素酶检测系统发现,过表达PoFEL1能显著上调NF-κB报告基因的表达,从而引起机体的免疫应答,说明PoFEL1对NF-κB通路可能具有调节作用。以上研究结果说明PoFEL1在牙鲆先天性免疫过程中发挥作用。     

条斑紫菜PyMGST3基因克隆、表达及功能分析

微粒体谷光甘肽硫转移酶(microsomal glutathione S-transferases,MGST)作为膜结合蛋白之一,具有谷光甘肽转移酶和过氧化物酶活性,在细胞及细胞器的抗氧化胁迫中扮演着重要角色,但MGST基因在紫菜(Pyropia yezoensis)中的鉴定与分析还未见报道。本文采用RACE-PCR方法首次克隆了条斑紫菜的微粒体GST基因的全长,命名为PyMGST3,同时利用生物信息学及实时定量PCR方法对该基因的序列及诱导表达特征进行了分析,并通过原核表达进一步验证了该基因的酶活性及在抗氧化胁迫中的作用。结果表明,PyMGST3基因的c DNA序列全长为681bp,其中开放阅读框长度417bp,5'-UTR长度80bp,3'-UTR长度184bp,在受到Cd~(2+)和Cu~(2+)胁迫时,上调表达;PyMGST3蛋白具有三个跨膜结构域及跨膜疏水区,与皱波角叉菜的MGST蛋白相似性最高为60%,与其它藻类的MGST蛋白的相似性较低;在大肠杆菌中表达及纯化后的PyMGST3蛋白具有谷光甘肽转移酶活性;此外,超表达PyMGST3蛋白的重组菌株提高了对抗Cd~(2+)和Cu~(2+)毒害的能力。这些结果暗示PyMGST3基因很可能在条斑紫菜遭遇重金属等引起的氧化胁迫时起到重要的保护作用。     

松江鲈(Trachidermus fasciatus)泛素结合酶E2-D2基因的分子克隆及组织表达分析

泛素结合酶(UbcE2)是蛋白泛素化过程中所必需的酶,在泛素转移和底物的特异性识别方面发挥着重要的作用。本实验利用RACE技术克隆获得了全长为993 bp的松江鲈泛素结合酶E2-D2基因cDNA序列(命名为TfUbcE2-D2),其开放阅读框为444 bp,编码147个氨基酸。通过SMART预测得知,TfUbcE2-D2含有一个UBCc结构域。同源比对结果表明该基因与其他物种的同源性为92.31%。实时荧光定量PCR显示,TfUbcE2-D2广泛表达于松江鲈各组织,在肾脏中的相对表达量最高,其次为鳃。鳗弧菌(Vibrio anguillarum)刺激后,TfUbcE2-D2在血液、脾脏、肝脏和鳃中表达均上调,其中,脾脏和鳃中的表达量上调约40倍。由以上实验结果推测,TfUbcE2-D2可能参与松江鲈的先天免疫防御。     

松江鲈幼鱼性腺分化的组织学观察

为探究松江鲈(Trachidermus fasciatus Heckel)性腺分化和发育的规律,以孵化后 10～120 日龄的松江鲈幼鱼为研究对象,对其性腺进行常规石蜡切片和H-E组织染色法观察.结果表明:20 日龄幼鱼原始性腺形成;40 日龄幼鱼出现卵巢腔的雏形,标志着卵巢解剖学分化的开始;45 日龄幼鱼出现初级卵母细胞,表明卵巢开始进行细胞学分化;60 日龄幼鱼卵巢开始进入Ⅱ期,卵母细胞基本进入第Ⅱ时相;65 日龄幼鱼精巢处于Ⅰ期,输精小管的出现表明精巢开始进行解剖学分化;70 日龄幼鱼形成囊状的精原细胞团,表明精巢开始细胞学上的分化;90日龄幼鱼精巢进入Ⅱ期,初级精母细胞形成,细胞排列成束状.松江鲈鱼早期性腺分化属于分化型雌雄异体型,卵母细胞为部分同步型发育,且对脂质的积累能力相对较强,精巢的发育晚于卵巢,且其性腺分化方向受生殖细胞数量的影响.研究结果明确了松江鲈早期性腺分化过程及性腺分化关键时间节点,为其性别决定和分化机制研究提供了重要基础资料,也将为松江鲈人工繁育和人工性别控制诱导敏感期等提供理论参考.     

氯化锌对松江鲈肾细胞系的毒性效应

本文研究了不同浓度的氯化锌对55~65代松江鲈(Trachidermus fasciatus)肾细胞系的毒性效应。采用MTT法测得氯化锌24 h半致死浓度为308.41μmol/L。酶活力测定的结果显示:超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽-S-转移酶(GST)的活性在氯化锌浓度为0~250μmol/L时,随浓度的升高逐渐升高;在250μmol/L浓度时达到最大值,而后随着氯化锌浓度的升高逐渐降低。谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性在氯化锌浓度为125μmol/L浓度时达到最大值,而后随着氯化锌浓度的升高逐渐降低。微核实验结果是微核率随氯化锌浓度增加而增加,最高达12.33‰。彗星实验发现在半致死浓度条件下松江鲈肾细胞拖尾率为48.00%、迁移长度15.03μm±2.51μm,与对照组差异显著(P0.05)。以上结果表明:氯化锌会引起肾细胞氧化酶活性的改变以及细胞核DNA损伤,本研究认为松江鲈肾细胞系可以作为Zn2+污染的监测平台。     

海带(Saccharina japonica)SjHO1基因的鉴定、表达与功能分析

血红素加氧酶(heme oxygenase, HO)是生物体内催化血红素分解代谢的限速酶,在生物的生长发育中起着重要的作用。以大型经济海藻海带(Saccharina japonica)为材料,利用基因组数据库,以分子生物学手段和生物信息学工具鉴定获得一个HO1同源基因(SjHO1)。SjHO1基因由核基因组编码,开放阅读框为1 035 bp,编码344个氨基酸。预测编码的蛋白SjHO1分子量为36.75 kDa,等电点为8.71,是不稳定的亲水蛋白,不含信号肽和跨膜结构,具有HemeO保守结构域,亚细胞定位预测其主要定位在叶绿体。通过氨基酸序列比对和系统进化树分析发现,SjHO1蛋白与同属于褐藻的两种水云以及鼠尾藻的HO1蛋白序列相似性较高。采用实时荧光定量PCR分析海带SjHO1基因响应非生物胁迫的表达模式,发现高光和低盐条件下会促进SjHO1的表达,而高温、干燥和黑暗条件下SjHO1的表达量则没有显著变化。为进一步鉴定其功能,将SjHO1连接到表达载体pET-28a(+)上,转化获得SjHO1编码基因的大肠杆菌BL21(DE3)工程菌,通过IPTG诱导表达,SDS-PAGE和Western blot分析表达产物发现成功表达目的蛋白。进而测定HO活性,发现其具有结合血红素降解的特征峰,但未检测到反应产物BV的相应吸收峰。研究结果为进一步分析SjHO1基因功能及海带抗逆分子育种奠定了基础。     

中国明对虾Imd免疫信号通路相关基因克隆及表达分析

Imd免疫信号通路在无脊椎动物抗革兰氏阴性菌方面起到十分重要的作用。在已知中国明对虾Imd通路下游核转录因子Relish基因全长的情况下,利用同源克隆方法获得了Imd通路上游基因Imd的cDNA序列,命名为FcImd,该基因全长783bp,5’非编码区45bp,3’非编码区255bp,开放阅读框483bp,编码160个氨基酸,包括一个位于C端的死亡结构域。同源性分析表明,FcImd基因氨基酸序列与其他甲壳动物的氨基酸序列高度保守,与凡纳滨对虾和日本囊对虾的同源性分别为99%和88%。于鳗弧菌感染后的1,3,6,12,24,48,96,144h记录实验组和对照组的累积死亡率,并分别取血淋巴用于检测中国明对虾Imd及Relish基因在不同时间点的表达量变化情况。结果显示:鳗弧菌感染后,实验组Imd和Relish表达量均显著高于对照组(P0.05),其中Imd表达量呈先升高后降低趋势,Relish表达量在1h时达到最高,然后呈逐渐降低趋势。中国明对虾感染鳗弧菌后Imd和Relish基因呈不同步上调表达,说明Imd和Relish基因的表达与弧菌刺激密切相关,提示Imd和Relish基因参与了对虾抗菌反应的Imd信号转导通路。     

超深渊钩虾Eurythenes gryllusi型溶菌酶的基因克隆与表达

根据研究证明,在机体先天免疫系统中溶菌酶作为重要的效应分子之一,通过参与机体中多种免疫反应,主要是通过形成一个水解体系,从而破坏和消除侵害体内的病原体,进而促使机体实现免疫防御。本研究以生活在深海超深渊海沟极端环境下的钩虾Eurythenes gryllus为材料,首次从Eurythenes gryllus中克隆获得i型溶菌酶(i-type lysozyme)基因EgLyz。序列分析表明,基因EgLyz与已知序列相似性较低,并含有一个失稳酶结构域。综合分析结果表明EgLyz可能是一个新颖的溶菌酶蛋白。在此基础上,对基因EgLyz进行了大肠杆菌原核重组表达,成功获取了较高纯度的可溶性表达产物,为后续生物活性分析奠定了实验基础。     

6-磷酸山梨醇脱氢酶(gutD)基因克隆、测序和表达

本研究根据6-磷酸山梨醇脱氢酶基因(gutD)两端序列设计引物，以假单胞杆菌(Pseudonmonas XM)的总DNA为模板通过PCR的方法克隆gutD基因并进行序列分析，将克隆得到的gutD基因与原核表达载体pBV220连接并转化大肠杆菌(Escherichia coli)JM101后检测其蛋白表达及菌株生长耐盐性。     

Cloning and functional analysis of the calreticulin gene from the scleractinian coral Galaxea astreata

Calreticulin(CRT) is a highly conserved Ca2+-binding protein and chaperone in the endoplasmic reticulum,which mainly participates in adjusting calcium level and directing proper conformation of proteins. Here, we cloned the crt gene of the scleractinian coral Galaxea astreata, named Gacrt, and analysed its ability to drive bacterial agglutination. The full-length Gacrt cDNA consisted of 1 792 nucleotides and contained a 77 bp 5’untranslated region(UTR), a 380 bp 3’ UTR and a 1 335 bp open readin...     

Effects of osmotic stress on the expression profiling of aquaporin genes in the roughskin sculpin(Trachidermus fasciatus)

Aquaporins(AQPs) are a family of integral membrane proteins that have been shown to be important for osmoregulation in many vertebrates. To identify potential stress resistance-related aqp genes in salinity adaptation of the roughskin sculpin Trachidermus fasciatus, we investigated the time-course expression dynamics of seven aquaporin genes(aqp1, 4, 7, 8, 10, 11 and 12) in three osmoregulatory tissues(kidney, gill and intestine)and one metabolic tissue(liver). The fish were subjected to two dif...     

基于RNA-seq数据分析长牡蛎(Crassostrea gigas)天然免疫的可变剪接事件

大部分无脊椎动物缺乏基于经典抗体和记忆细胞的适应性免疫, 因而天然免疫在无脊椎动物免疫防御中发挥不可或缺的作用。可变剪接正是产生天然免疫多样性和特异性的重要途径。牡蛎(Crassostrea)是全球范围内的大宗养殖贝类和我国产量最高的海水养殖贝类, 理解其天然免疫系统的多样性和特异性对牡蛎病害防治和养殖业健康可持续发展至关重要。通过对不同病原诱导以及诱导后不同时间的转录组进行生物信息分析, 系统地研究了长牡蛎天然免疫应激反应的可变剪接事件。发现在弧菌诱导下可变剪接事件的总数显著增加, 表明弧菌的感染会诱导长牡蛎可变剪接事件的产生。对病原诱导后可变剪接体的组成类型及表达量显著变化的基因的功能富集分析, 表明免疫系统相关功能被显著富集, 病原感染不同阶段以及不同病原感染后可变剪接体的组成类型和表达量均不一致, 表明长牡蛎免疫系统可通过可变剪接产生免疫响应的特异性和多样性。研究结果为长牡蛎等无脊椎动物天然免疫多样性和特异性提供了典型实例, 也为长牡蛎病害防御提供了理论支撑。     

三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)含新型关键识别基序DPY/WTD单结构域C型凝集素PtCTL-6的免疫功能研究

C型凝集素是一类依赖于钙离子的糖识别蛋白超家族,该家族蛋白在海洋无脊椎动物先天免疫系统中的非己识别和对病原微生物的清除过程中起重要作用。本文以三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)含单个糖识别域(CRD)的C型凝集素PtCTL-6为研究对象展开研究。研究表明PtCTL-6的开放阅读框(ORF)编码一条由信号肽、LDLa和CRD组成的多肽链。该C型凝集素的识别关键基序为DPY/WTD(Asp-Pro-Tyr/Trp-Thr-Asp),未见于前人研究。病原相关分子模式(PAMPs)结合活性检测结果表明:PtCTL-6重组蛋白(rPtCTL-6)能结合脂多糖(LPS)、肽聚糖(PGN)和β-葡聚糖(β-glucan),并能结合7种微生物,包括革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌和真菌。凝菌活性实验证明, PtCTL-6能选择性地凝集真菌毕赤酵母(Pichiapastoris)与酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)。以上结果证实PtCTL-6能作为模式识别受体参与机体对微生物的识别,并且该分子具备较广泛的免疫识别谱。最后,本文初步探索了该分子对\"非己\"物质的识别机制,发现PtCTL-6通过特异性的结合D-甘露糖和D-岩藻糖对\"非己\"物质进行识别,是一种具备新型糖结合模式的C型凝集素。     

免疫增强剂紫锥菊(Echinacea purpurea)提取物对大菱鲆(Scophthalmus maximus)头肾内非特异性免疫基因表达量的影响

通过给大菱鲆(Scophthalmus maximus)注射不同浓度的紫锥菊(Echinacea purpurea)提取物,测定其非特异性免疫指标的变化水平,研究其对大菱鲆的头肾内非特异性免疫分子基因相对表达量的影响,进而为其在大菱鲆养殖生产过程中推广应用提供科学依据。试验选取体重(250±20)g的大菱鲆作为试验动物,分别注射10、20、40mg/m L浓度的紫锥菊提取物,试验共进行28d,注射试验结束后,分别从高、中、低剂量组及空白对照组选出6尾大菱鲆,分别取出大菱鲆的头肾并提取总RNA。采用?Ct法进行目标基因的荧光定量分析,再应用SPSS17.0软件对获得的实验数据进行单因素方差分析。研究结果表明,紫锥菊提取物能够不同程度地提高大菱鲆头肾内非特异性免疫分子基因相对表达量。注射紫锥菊提取物28d后对大菱鲆头肾中Lysozyme基因相对表达量的影响显著(P0.05),对C3补体基因相对表达量的影响极显著(P0.01),对Transferrin基因相对表达量的影响显著(P0.05),对TGF-β1基因相对表达量的影响极显著(P0.01),对IL-1h基因相对表达量的影响极显著(P0.01),本试验研究表明,紫锥菊提取物能够显著提高大菱鲆头肾内非特异性免疫分子基因的相对表达量。     

副溶血弧菌攻毒过程中文蛤肝胰腺弧菌载量变化的分析

文蛤(Meretrixpetechialis)是我国一种重要的海水养殖贝类,其养殖过程中病害导致的规模性死亡时有发生,已有的工作证实致病性弧菌是导致文蛤大规模死亡最为常见的病原。在本研究中,我们通过浸泡感染实验模拟了文蛤在自然条件下的弧菌胁迫环境,明确了攻毒水体中弧菌生长变化规律;攻毒过程中宿主载菌量分析显示,文蛤肝胰腺组织弧菌载量在攻毒后呈第1天急剧上升,第3天迅速下降的变化趋势,而且不同个体间载菌量差异较大;通过不同弧菌含量攻毒实验,发现在攻毒早期文蛤体内弧菌载量与水体环境的弧菌含量之间呈显著的正相关(Spearman’sρ=0.899,P=0.000),而在感染中后期不同攻毒强度组之间无显著差异,且呈现较低水平,为0～205CFU/mg,预示着宿主免疫系统和肝胰腺微生物群落可将致病菌的数量控制在一定的范围。上述研究为开展文蛤感染发病过程中弧菌载量和免疫抗性评价相关研究提供了参考。     

大弹涂鱼(Boleophthalmus pectinirostris) Gal-8L基因序列及其细菌凝集活性的鉴定

半乳糖凝集素-8基因(galectin-8,Gal-8)属于凝集素家族一员。已知Gal-8在哺乳动物的先天免疫中发挥重要作用,然而在鱼类中却鲜有报道。本研究通过转录组测序获得大弹涂鱼(Boleophthalmus pectinirostris)半乳糖凝集素-8样基因(galectin-8 like,Bp Gal-8L)c DNA序列。首先确定其序列特征,其次采用实时定量PCR(real-time quantitative PCR,q PCR)的方法鉴定Bp Gal-8L组织表达分布及其与迟缓爱德华氏菌(Edwardsiella tarda)感染相关性;最后分别通过原核表达获得N端和C端CRD区重组蛋白Bp Gal-8L-N和Bp Gal-8L-C,并采用玻片法观察这两个CRD区的细菌凝集活性和糖类结合特性。多重序列比对显示,Bp Gal-8L蛋白含有两个糖识别结构域(carbohydrate recognition domain,CRD),但只有C端的CRD区存在Gal家族典型的β-半乳糖苷糖类结合基序。系统进化树表明Bp Gal-8L属于鱼类Gal-8的一种亚型。q PCR结果显示,Bp Gal-8L基因m RNA在各组织中普遍表达,并且在迟缓爱德华氏菌感染后大弹涂鱼肝和脾中表达量呈上调趋势。细菌凝集实验结果显示,只有Bp Gal-8L-C重组蛋白对检测的5种革兰氏阴性菌及2种革兰氏阳性菌有凝集作用,并与乳糖和脂多糖特异性结合。综上所述,Bp Gal-8L与大弹涂鱼抗菌免疫密切相关,且其N端和C端CRD区发挥不同作用。     

缢蛏（Sinonovacula constricta）GST和HSP90基因克隆及其在氨氮胁迫下的表达特征分析

克隆获得缢蛏(Sinonovacula constricta)谷胱甘肽S-转移酶(Sc-GSTσ)和热休克蛋白90(Sc-HSP90)基因的cDNA全长,分析了它们的组织表达差异及其在氨氮胁迫下的表达特征。结果表明,Sc-GSTσ的全长cDNA为1 414 bp,含有639 bp的开放阅读框(Open Reading Frame,ORF),编码212个氨基酸,Sc-GSTσ氨基酸序列与其他物种的GST氨基酸序列同源性为31.88%～43.40%;而Sc-HSP90的全长cDNA为2 752 bp,ORF为2 181 bp,编码726个氨基酸,其氨基酸序列与其他物种HSP90的氨基酸序列同源性为76.77%～87.05%。荧光定量PCR分析发现,Sc-GSTσ和Sc-HSP90在缢蛏各组织中均有表达,两者均在肝胰腺中表达量最高。氨氮胁迫后,Sc-GSTσ和Sc-HSP90 mRNA在肝胰腺中表达均显著上调(p<0.05),表明氨氮胁迫引起机体的应激反应,2个基因可能参与机体解毒或防御过程。但胁迫后期表达量下降推测是机体的防御能力有限,不足以完全保护宿主免受应激诱导的细胞损伤。