重金属胁迫对泥蚶(Tegillarca granosa)能量代谢酶转录水平的研究

利用PCR扩增技术,从泥蚶的cDNA文库中克隆出了ATP合酶F1-β亚基基因。FOF1-ATP合酶是生物体能量代谢的重要合成酶,ATP合酶F1-β亚基是其重要组成部分。序列分析结果表明,泥蚶的ATP合酶F1-β亚基全长1944bp,包括5′端非翻译区(5′-UTR)序列246bp,3′端非翻译区(3′-UTR)序列126bp和1572bp的开放阅读框序列(ORF),编码523个氨基酸,预测分子量大小和等电点分别为54.13kDa和4.73。在重金属镉、铜、铅胁迫下,检测ATP合酶F1-β亚基和精氨酸激酶基因在转录水平的调控变化。     

S7核糖体蛋白基因片段序列变异与花鲈属鱼类系统发育研究

对中国和日本海域花鲈属的3个种:花鲈(Lateolabrax maculatus)、鲈鱼(L. japoni-cus)和高体鲈(L. latus)的S7核糖体蛋白基因片段序列进行了扩增和序列测定,分析比较了3个种23个个体间的序列差异。在456bp的S7核糖体蛋白基因片段中,3个高体鲈个体中出现了3种单倍型,种内个体间有2个碱基差异;7个花鲈个体中出现了7种单倍型,种内个体间有21个碱基差异;13个鲈鱼个体中出现了12种单倍型,种内个体间有22个碱基差异。结果表明,花鲈属S7核糖体蛋白基因片段序列具有丰富的遗传信息,在亲缘关系较近的物种间也存在显著的序列差异,基于S7核糖体蛋白基因片段序列的NJ和ME系统树经1000次重复抽样检验后得到相似结果,表明S7基因内含子2是适合于研究分子系统发育的分子标记。利用Modeltest选取最佳核苷酸替代模型构建的NJ树表明:花鲈属鱼类由高体鲈分化,花鲈与鲈鱼的亲缘关系很近,而与高体鲈的亲缘关系较远。     

Hox基因及其在软体动物中的研究进展

Hox基因是动物基因组内高度保守的一类转录因子,在动物体轴形成中起着重要的作用,是一类重要的发育调控基因。动物形态的进化和多样性与Hox基因数目、序列及其表达模式密切相关,Hox基因在模式生物系统中得到了广泛的研究,但对于软体动物中Hox基因及其功能的了解还相对较少。软体动物具有高度的躯体结构多样性,研究软体动物的Hox基因及其功能对于理解和解释其形态多样性的产生具有重要意义。本文主要综述了Hox基因的研究概况、软体动物中Hox基因的分布、功能及其最新研究进展,以期为理解及深入研究软体动物的发育及其分子调控机制提供重要的参考。     

应用酵母双杂交系统筛选虾夷扇贝FOXL2的相互作用蛋白

FOXL2是脊椎动物的雌性决定基因,在多种无脊椎动物中也被认为是雌性决定与分化的关键基因,但其在无脊椎动物中的作用机制目前尚不清晰。本文利用Clontech酵母双杂交系统筛查虾夷扇贝FOXL2的相互作用蛋白。研究首先构建诱饵质粒pGBKT7-FOXL2,并检测诱饵蛋白的毒性及自激活活性,结果显示诱饵蛋白对酵母菌株无毒,也无自激活活性。利用该诱饵质粒,本研究从虾夷扇贝酵母双杂交cDNA文库筛选得到17个阳性克隆,测序验证得到12个读码框正确的阳性克隆,它们来自4种蛋白:COP9信号复合体亚基5、钠/钾ATP酶β3、哺乳动物室管膜相关蛋白1和胰脂肪酶相关蛋白2。研究进一步将诱饵质粒与4种蛋白的猎物质粒进行共转化验证,结果均为阳性,表明这4种蛋白与虾夷扇贝FOXL2都可能存在相互作用。本文为研究FOXL2在无脊椎动物性别决定与分化中的作用提供了参考。     

坛紫菜R-藻蓝蛋白和变藻蓝蛋白的亚基组成和发色团含量

坛紫菜(Porphyra haitanensis T.J.Chang et B.F.Zheng)中的R-藻蓝蛋白在Bio-Rex 70柱上用脲溶液(pH3.0)解离和层析,得到了α和β两个亚基,用SDS-PAGE测定α和β亚基的分子量分别为18 400和20 500。变藻蓝蛋白的α和β两亚基均分子量经测定,分别为18 800和19 700。R-藻蓝蛋白和变藻蓝蛋白的分子量分别确定为117 000和112 000,两藻胆蛋白中α和β两个亚基的摩尔比都为1:1,确定两藻胆蛋白的亚基组成都为(αβ)_3。各亚基的发色团含量为:R-藻蓝蛋白中,α亚基含1个藻蓝胆素,β亚基含1个藻蓝胆素和1个藻红胆素。变藻蓝蛋白中,α和β亚基各含1个藻蓝胆素。     

基于线粒体16S rDNA和COΙ基因探讨中国近海黄姑鱼类的分子系统进化关系

为探讨中国近海黄姑鱼类的系统进化关系,通过PCR扩增了黄姑鱼(Nibea albifora)、浅色黄姑鱼(N.coibor)、日本黄姑鱼(N.japonica)和状黄姑鱼(N.miichthioides)等4种黄姑鱼类的16S rDNA和COΙ基因片段并进行了序列测定,计算其种间及种内遗传距离并结合来自GenBank的13种石首鱼科鱼类的相应基因片段序列构建分子系统树。结果表明:(1)利用16S rDNA片段可以对4种黄姑鱼类进行分子鉴定;但是基于COΙ基因片段计算的日本黄姑鱼和状黄姑鱼的种间遗传距离为0.002—0.005,尚未达到种间分化水平,应用该基因片段进行这两种鱼的分子鉴定值得商榷;(2)分子系统树显示日本黄姑鱼和状黄姑鱼与黄姑鱼和浅色黄姑鱼处于不同的系统发育阶元,日本黄姑鱼和状黄姑鱼与白姑鱼属鱼类聚为同一类群,支持形态学上将日本黄姑鱼和状黄姑鱼划归为白姑鱼属的分类学观点。     

菌株Alcaligenes sp.P156中一个新型烟酸羟化酶的克隆与功能验证

本研究预测naa cluster中的naaB基因负责催化烟酸到6-羟基烟酸的反应。通过对NaaB的蛋白序列进行分析,发现该酶含有三个亚基,分别由naaB_L1、naaB_S、naaB_L2基因编码,其中naaB_L1和naaB_L2分别编码2个含有钼辅因子结合结构的大亚基,naaB_S基因编码一个含有[2Fe-2S]簇的小亚基。本研究对naaB基因进行了克隆,将构建的重组质粒pME6032-naaB_L1SL2分别转化到无色杆菌(Achromobacter sp.)和大肠杆菌(Escherichia coli)中,通过HPLC和LC-MS检测验证了NaaB负责催化烟酸到6-羟基烟酸,并且在无色杆菌和大肠杆菌中NaaB均能够转化烟酸,这与之前报道烟酸羟化酶不能在大肠杆菌表达的结果不同,说明NaaB的基因编码和催化功能具有独特性。通过序列分析推测NaaB的这一特性可能跟该酶同时含有两个钼结合结构域的大亚基有关。     

凡纳滨对虾ATF 2分子克隆及表达特征分析

激活转录因子-2(ATF-2)作为细胞内应激活化蛋白激酶下游效应分子,参与调控了生物体诸如细胞增殖、凋亡以及免疫炎症反应等许多细胞生物学过程.本研究首次从凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)中克隆得到了ATF-2基因全长编码序列,命名为Lv ATF-2.序列分析表明,Lv ATF-2基因开放阅读框长1 719 bp,可编码572个氨基酸.其编码的蛋白具有特征性的锌指结构和碱性亮氨酸拉链结构域,并且在N端具有两个保守的苏氨酸磷酸化位点(Thr71和Thr73).进一步的系统进化树分析显示,Lv ATF-2蛋白与脊椎动物及软体动物ATF-2蛋白聚为一簇,且与软体动物ATF-2蛋白亲缘关系更近.半定量RT-PCR结果显示,Lv ATF-2基因在所检测的各个组织中均有转录,但在鳃和肠道中转录量较高.此外Lv ATF-2基因在白斑综合症病毒(WSSV)感染早期转录水平显著下降,提示该基因与WSSV感染密切相关,可能参与了对虾应答病毒的免疫反应过程.本文通对Lv ATF-2基因的克隆与表达特征分析,为将来研究该基因在对虾免疫应答过程中的功能提供了依据.     

红树林混合发酵产氢菌群中梭菌属Fe-氢酶基因(hydA)的克隆及序列分析

采用间歇产气试验方法对红树林淤泥中的混合菌群进行产氢菌群富集,并对混合产氢菌群发酵产氢过程中发酵液的pH值和氧化还原电位(ORP)的变化进行分析.此外,在产氢速率最高时段,发酵液中菌群经过常规的基因组提取,分别采用通用的梭菌属Fe-氢酶基因和16S rRNA基因引物进行PCR扩增,扩增产物经变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析.结果发现产氢菌群中至少有6种,而Fe-氢酶基因只含有一种.将Fe-氢酶基因的扩增片段切胶纯化之后,经PCR重新扩增、纯化,克隆测序.NCBI序列比对结果表明,该片段序列与产气荚膜梭菌Fe-氢酶基因的序列相似性达99%.根据已知产气英膜梭菌Fe-氢酶基因序列设计引物,经两轮PCR扩增获得Fe-氢酶基因全序列.混合菌群中Fe-氢酶基因GenBank数据库的登录号为EU590683.此外,采用Bioedit和Mega2软件构建了Fe-氢酶的NJ系统进化树,结果表明该Fe-氢酶基因与产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens)聚为一类.推测的氨基酸序列与产气英膜梭菌的相应序列相似性达97%-99%.PfamHMM结构域查找结果发现,此氢酶含有五个结构域,分别为1个2Fe-2S铁硫簇结合区域、2个4Fe-4S结合区域、Fe-氢酶大亚基和Fe-氢酶小亚基.     

基于LC-MS/MS 技术对蓝藻Gloeobacter violaceus PCC 7421细胞膜的蛋白质组学研究

Gloeobacter violaceus PCC 7421是一种在进化上很古老的无类囊体蓝藻,由于光合作用电子传递链与呼吸系统在其细胞质膜上共存,这两个系统可能会共享一些元件,为研究其光合作用系统结构的独特之处,应用高效液相色谱-串联质谱联用(LC-MS/MS)技术对其细胞膜蛋白进行蛋白质组学分析.经鉴定发现, G. violaceus的细胞质膜上具有PSⅠ、PSⅡ和细胞色素b6等光合作用关键蛋白,同时具有呼吸作用过程中的关键酶1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶、F0F1- ATP酶α和β亚基、细胞分裂蛋白、硝酸盐/亚硝酸盐转运蛋白、青霉素结合蛋白以及多种药物受体ABC转运蛋白.由此可知, G. violaceus的细胞质膜不仅能够同时进行光合作用和呼吸作用,且营养盐运输等转运功能也同时存在.G. violaceus的全基因数据分析显示其基因序列具有独特性,其蛋白注释相对比较少,因此其蛋白功能的研究需要更多数据的支持.     

短沟对虾和斑节对虾酚氧化酶原基因的克隆和序列分析

采用RT-PER原理和长片段扩增技术克隆短沟对虾和斑节对虾酚氧化酶原基因。设计合成特异引物、提取血细胞总RNA，反转录后扩增获得的特异片段回收并克隆到pGEM-TEasyVector系统的T载体上，重组子进行碱基序列测定。结果表明，所克隆的短沟对虾酚氧化酶原基因含起始密码子A1B到终止密码子TGA的2055bp，编码684个氨基酸。斑节对虾酚氧化酶原基因含ATG到TGA的2061bp，编码686个氨基酸。短沟对虾酚氧化酶原推算分子量为78153Da，等电点pI为6．25；斑节对虾则为78581Da，pI为5．83，用DNA分析软件分析显示两种对虾酚氧化酶原基因具有高度的同源性，二者的碱基和推测的氨基酸序列同源性分别为93％和92％；对虾与其他节肢动物酚氧化酶原基因的同源性的高低与种类间亲缘关系相关；不同种类间酚氧化酶活性中心重要组成部分的2个铜结合位点、位于铜结合位点内的6个组氨酸以及与铜结合位点相邻的氨基酸序列高度保守。     

蓝点马鲛(Scomberomorus niphonius)两种Wap65基因克隆及蛋白功能的研究

采用同源克隆及Race技术获取了蓝点马鲛Wap65-1和Wap65-2基因的c DNA全长序列,长度分别为1659 bp和1725 bp,各自编码426和436个氨基酸。通过Clust W同源性及进化树分析表明:蓝点马鲛Wap65-1与Wap65-2基因的同源性为60%,处于不同的分支上。进一步对该鱼的幼体进行热诱导,通过q RT-PCR分析表明:两种基因在高温诱导下均有上调,而Wap65-2基因上调呈现显著性差异(P0.05)。在此基础上,构建两种基因冷休克表达系统,成功实现了两种蛋白的可溶性表达,而且发现Wap65-2对高温胁迫下E.coli BL21(DE3)的存活具有较强的保护作用。本研究为蓝点马鲛耐热品种的培育奠定了理论基础。     

条斑紫菜酵母双杂交文库的构建及PyMAPK5互作蛋白的筛选

为进一步研究条斑紫菜促分裂原活化激酶家族PyMAPK5的下游互作蛋白,理解其生物学功能,本研究通过酵母双杂交的方法进行其相互作用蛋白的筛选。提取不同温度和失水逆境胁迫下的RNA,利用Invitrogen体系构建条斑紫菜酵母双杂交cDNA文库,其库容为1.44×107CFU,重组率为91.8%。以pGBKT7-PyMAPK5为诱饵蛋白载体,利用共转化方法,从文库中筛选得到26个与PyMAPK5互作的候选蛋白。候选蛋白集中在光系统II相关蛋白、捕光蛋白、微管蛋白、ATP酶、GTP结合蛋白及假设蛋白等。微管蛋白、捕光蛋白、光系统II蛋白一对一验证结果为阳性,表明在酵母体内存在互作。本研究为阐明条斑紫菜PyMAPK5与其互作蛋白的关系及解析PyMAPK5下游作用机制奠定了基础。     

瓦氏黄颡鱼(Pelteobagrus vachellii)脂肪酸去饱和酶FAD2和延伸酶ELOVL5的克隆及表达分析

脂肪酸去饱和酶(FAD,fatty acyl desaturase)及延伸酶(ELOVL,elongases of very long chain fatty acids)在鱼类脂肪代谢过程中发挥了重要作用。利用RT-PCR克隆得到瓦氏黄颡鱼(Pelteobagrus vachellii)肝脏中控制高不饱和脂肪酸合成的(FAD2)和(ELOVL5)基因cDNA序列。瓦氏黄颡鱼FAD2cDNA片段长2041bp,编码447个氨基酸,含有3个组氨酸簇(HDx GH,Hxx HH,Qxx HH),含亚铁血红素结合基序(HPGG)的类似细胞色素b5结构域等。瓦氏黄颡鱼ELOVL5 cDNA片段长1065bp,编码294个氨基酸,含有组氨酸簇(Hxx HH)、内质网停留信号(K、R)和4个ELO共有的保守区域(Kxx Exx DT,Qxx FLHx YHH,Nxxx Hxx MYx YY,Txx Qxx Q)等结构域。荧光定量PCR分析表明,FAD2和ELOVL5 m RNA在瓦氏黄颡鱼脑、肝脏的表达量最高,显著高于肠道、脾脏、肾脏、鳃等组织。结果表明,瓦氏黄颡鱼具有合成高不饱和脂肪酸的关键酶FAD2和ELOVL5,且肝脏为合成高不饱和脂肪酸的主要场所。     

基于18S和ITS-5.8S rDNA基因序列的白色霞水母(Cyanea nozakii)的分子鉴定与检测

采用通用引物PCR扩增法,测定了辽东湾海域的白色霞水母(Cyanea nozakii)螅状体、碟状体及水母体的18S以及ITS-5.8S r DNA序列,同时利用Gene Bank数据库中已有同源序列对其进行序列分析及系统分析。结果显示,白色霞水母3个个体的18S和ITS-5.8S r DNA序列完全一致。白色霞水母样品的ITS-5.8S r DNA序列与Gen Bank中未知真核生物的序列高度相似(≥99%),推测该物种可能是早期发育阶段(卵、浮浪幼虫或碟状体)的白色霞水母样品。霞水母属不同种间18S r DNA序列经比对后同源序列长度为1709bp,多态位点数33个;比对后ITS1同源序列长度为368bp,其中变异位点203个,简约信息位点数178个,单变异位点21个。基于18S r DNA基因序列的霞水母属种内和种间平均遗传距离分别为0、0.008,而基于ITS1序列的霞水母属种内和种间平均遗传距离分别为0.019、0.284。基于ITS1的种间遗传距离是种内遗传距离的15倍,适合于进行物种鉴定。NJ系统树的结果也表明同种的不同个体各自聚枝,其聚类结果大致与形态分类吻合。研究表明,ITS基因片段在霞水母不同种间变异较大,更适于大型水母种类鉴定、检测及属内种间水平的系统进化研究。     

红笛鲷(Lutjanus sanguineus)CD4和CD4-2基因克隆与诱导表达

应用RT-PCR和RACE-PCR技术克隆了红笛鲷(Lutjanus sanguineus)CD4和CD4-2基因,并分析了它们在健康鱼不同组织的表达分布及免疫刺激物诱导后的表达变化。CD4基因c DNA序列全长2216bp,包含180bp的5′UTR(untranslated regions)、605bp的3′UTR和1431bp的开放阅读框(open reading frame,ORF),编码476个氨基酸;红笛鲷CD4-2基因c DNA序列全长为1520bp,包含62bp的5′UTR、525bp的3′UTR和933bp的ORF,编码310个氨基酸。CD4分子由信号肽、4个免疫球蛋白样结构域(D1—D4)构成的胞外区、跨膜区和胞浆区组成,CD4-2分子由信号肽、2个免疫球蛋白样结构域(D1—D2)构成的胞外区、跨膜区和胞浆区组成。荧光定量PCR(Real Time Quantitative PCR,q PCR)分析显示红笛鲷CD4和CD4-2基因在健康鱼的胸腺中表达量最高,其次是中肾、鳃、皮肤、脾、头肾和肠。红笛鲷头肾淋巴细胞体外经脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)和刀豆蛋白A(Concanavalin A,Con A)刺激12h后,CD4和CD4-2表达量显著上调(P0.05)。哈维氏弧菌疫苗免疫24h后鳃、头肾、脾脏和肠的表达量显著上升(P0.05)。研究结果为进一步研究鱼类CD4和CD4-2在抗菌免疫反应中的作用提供了基础资料。     

温度和盐度对短节硬毛藻(Chaetomorpha brachygona Harvey)生长发育的影响研究

利用双因素实验和单藻培养等方法,对采自广东南澳岛的短节硬毛藻(Chaetomorpha brachygona Harvey)进行研究,在不同温度和盐度条件下,对该硬毛藻的生长、活力以及形态进行了观察与测定。结果表明,温度和盐度对短节硬毛藻的生长均有一定影响,当温度为20°C时,藻体培养第3、6和12天活力分别为0.70—0.75Y、0.60—0.70Y和0.55—0.65Y,培养12天时藻体有生殖细胞形成,此温度有利于藻体维持活力;温度为25—30°C时,培养第3天时会大量形成生殖细胞;在盐度10、20、40和50时,藻体的生长与温度相关,即30°C25°C20°C;在盐度20—30时,藻体长度最大达4.55 cm;在盐度10—30时,更有利于藻体生长,整体趋势为2030104050。因此,实验条件下,温度25—30°C、盐度10—30更利于短节硬毛藻的生长和形成生殖细胞。本实验表明,短节硬毛藻为暖水、广盐性种,有可能在我国南方海区大量生长并扩散,具有引发绿潮的潜力。     

泥蚶(Tegillarca granosa)血红蛋白基因(Tg-HbIIA)克隆、分析及免疫表达研究

通过已构建的泥蚶血液cDNA文库,克隆得到泥蚶Tg-HbIIA基因全长cDNA序列,对其进行生物信息学、组织表达及免疫相关分析。结果表明,泥蚶Tg-HbIIA cDNA全长731bp,包含63bp5′非编码区(5′-UTR),246bp3′非编码区(3′-UTR),开放阅读框450bp,编码150个氨基酸;其氨基酸序列与毛蚶(Scapharca kagoshimensis)和不等壳毛蚶(Scapharca inaequivalvis)的序列有较高的同源性,分别达到89%和88%;对其结构预测显示该蛋白具有血红蛋白功能域,含有10个潜在血红素结合位点。qRT-PCR检测结果显示:泥蚶不同组织部位中,Tg-HbIIA mRNA在血液表达量最大,其次为外套膜和鳃,表达量最低的是肝胰脏;在副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticu)、脂多糖、肽聚糖刺激后,泥蚶血液Tg-HbIIA mRNA表达量显著上调,表明Tg-HbIIA在贝类抗菌免疫防御中可能起重要作用,而Tg-HbIIA对不同致病因子免疫反应的灵敏度和表达时序存在一定差异。     

银鲳(Pampus argenteus)胰岛素样生长因子-I基因的克隆和表达分析

胰岛素样生长因子-I(Insulin-like growth factor-I,IGF-I)是影响脊椎动物生长、发育及代谢的重要调控因子。本研究采用RT-PCR和RACE技术,克隆了银鲳(Pampus argenteus)肝脏IGF-IcDNA序列,应用半定量RT-PCR、Real-time q PCR和原位杂交的方法检测了IGF-I的组织表达特性、在肝脏中的生长表达特性和IGF-I基因在肝脏中的定位。序列分析表明,IGF-I cDNA序列全长836bp,其5′非编码区128bp、3′非编码区92bp,开放阅读框(open reading frame,ORF)605bp,由此推导IGF-I前体蛋白由201个氨基酸组成;前体肽由信号肽、成熟肽、E肽三部分组成,其中信号肽59个氨基酸,成熟肽68个氨基酸,E肽74个氨基酸;成熟肽由B、C、A、D四个区域组成,E肽分析表明,银鲳IGF-I属Ea-4型。同源性比较结果表明,银鲳与同目鲈形目鱼类的IGF-I编码序列同源性较高,为83.52%—91.40%;与哺乳类、鸟类和爬行类的同源性较低。半定量RT-PCR和Real-time q PCR组织特异性表达结果显示,IGF-I m RNA在肝脏组织中的表达量最高,显著高于其它组织,肾脏、心脏、肌肉、脑、鳃、小肠、卵巢次之,嗅球、脾脏和胃中表达较低;半定量RT-PCR和Real-time q PCR不同生长阶段表达结果显示,IGF-I m RNA在30—50g肝脏组织中表达量最高(P0.05);IGF-I m RNA在肝脏中的原位杂交定位结果显示,在肝脏细胞中均有表达,阳性信号主要位于细胞质中,靠近细胞边缘处信号较强。