半滑舌鳎病原鳗利斯顿氏菌表型及分子特征研究

2008年12月,江苏赣榆某渔场养殖半滑舌鳎出现大量死亡,症状主要表现为:头部、鳃盖及鳍基出血,尾鳍腐烂,腹腔膨胀并积有大量腹水,部分病鱼肠管脱出肛外。从病鱼肝脏、腹水中分离出大量优势生长的细菌,人工感染试验证明其对半滑舌鳎有较强的致病性。对3株分离菌进行了形态特征、理化特性、胞外酶及溶血素活性等表型生物学性状检验;测定了代表菌株的16S rRNA和gyrB基因序列,分析了16S rRNA和gyrB两种基因序列的同源性,并构建了系统发生树,比较了两种基因对分离菌的鉴定能力;结果表明gyrB基因用于细菌种间鉴定更具优越性;基于16S rRNA和gyrB基因的系统发育学分析表明分离菌与鳗利斯顿氏菌具有高同源性,根据分离菌的表型及分子特征,判定分离菌为利斯顿氏菌属(Listonella MacDonell and Colwell 1986)的鳗利斯顿氏菌[Listonella anguillarum (Bergeman 1909) MacDonell and Colwell 1986]。胞外酶活性及溶血活性检测表明3株分离菌均具有淀粉酶、蛋白酶、卵磷脂酶等胞外酶活性,在含7%家兔脱纤血液营养琼脂培养基上呈β型溶血,PCR检测3株供试菌均可扩增出大小约493 bp的溶血素基因和大小约248bp的金属蛋白酶基因。分离菌的耐药谱测定结果显示,对供试49种抗菌药物中的青霉素G等13种药物耐药,对羧苄青霉素等6种药物存在敏感与耐药的株间差异。     

一株海洋细菌铁吸收调节蛋白(Fur)基因的克隆和表达

对海洋细菌来说铁是一种必需元素,对铁吸收与利用的调控在细菌生长和防止铁毒性中起重要作用,在革兰氏阴性细菌中,铁的代谢由铁吸收调节蛋白(Fur) 来调控.橙色交替单胞菌是1种具有广泛抑菌谱的有益菌,本研究克隆表达了橙色交替单胞菌的fur基因,并分析了其相关特征.该基因序列中包含447bp的开放阅读框,编码148个氨基酸残基的蛋白,推导的相对分子量为16.637 kD,与GenBank报道的革兰氏阴性菌的相应序列同源性很高,其中氨基酸序列的中段从G47位至D104位,为高度保守区域.在限铁和富铁培养条件下铁载体分泌量的结果分析表明,fur基因可在大肠杆菌中大量表达,为进一步研究Fur蛋白的结构与功能打下基础.     

牙鲆GHR基因Promoter区微卫星序列多态性与生长性状关系的初步研究

采用牙鲆GHR基因5'端Promoter区的1个微卫星标记,对胶南和日照2个牙鲆养殖群体进行了群体遗传多样性的研究,并探索该基因多态性位点与牙鲆生长性状之间的相关性.结果表明,2个群体在该座位的等位基因数为12和9个,有效等位基因数为6.26和5.04个,多态信息含量为0.84和0.80.2个群体该座位的Hardy-Weinberg遗传偏离指数均为正值,并没有显示出杂合子缺失,但各基因型分布频率都在一定程度上偏离Hardy-Weinberg平衡(P<0.01).连锁分析中发现,在胶南群体中,IM基因型对应的个体在全重、全长、体长、头长、体高和眼径形态学数据中均是最大的;在日照群体中,BC基因型对应的个体在全重、全长、体高、尾柄高、尾柄长和眼径数据中均是最大的;而CJ基因型对应的个体在体长和头长这两组数据中是最大的.该结果为研究GHR基因的变异对鱼类生长发育的影响及探索将该基因作为生长遗传标记的可行性奠定了实验基础.     

高效非损伤性扇贝DN A提取方法的建立及效果评价

本研究建立了一种高效、经济的非损伤性扇贝DNA提取方法,在不影响扇贝个体生存状态的前提下,采用擦拭法和室温裂解相结合的方式在20 min内即可获得个体基因组DNA。以虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)、栉孔扇贝(Chlamys farreri)和海湾扇贝(Argopecten irradians)为实验对象,研究了不同擦拭材料(棉签、滤纸)和不同擦拭部位(外套膜、鳃丝、内脏团)的核酸提取效果,评估了本方法在贝类基因分型领域应用的可行性。研究表明,用棉签、滤纸2种材料擦拭扇贝的鳃丝、内脏团或外套膜组织均能获得主带清晰完整的基因组DNA,且不影响扇贝的存活状态。在3种扇贝中采用棉签擦拭法的DNA得率均高于滤纸法,以这2种方式获得的DNA为模板进行SSR和SNP标记分析,能获得均一稳定的扩增条带,SSR标记分型结果准确可靠。本研究建立了简便、快速进行扇贝基因型分析的非损伤性DNA提取方法,为贝类全基因组选育和珍稀贝类资源的种质保护开发提供了新的技术手段。     

雌雄文昌鱼差异表达基因的转录组分析

本文用转录组学技术系统考察了雌雄文昌鱼的差异表达基因。将性腺发育成熟的青岛文昌鱼(Branchiostoma belcheri)雌雄分离,分别对排卵前雌鱼(F1组)和释精前的雄鱼(M1组),以及排卵后雌鱼(F2组)和释精后的雄鱼(M2组)进行了转录组测序。分析显示:排卵与释精前的雌雄文昌鱼(F1组与M1组)有13 434个显著差异表达的基因,排卵与释精后的雌雄文昌鱼(F2组与M2组)有5 957个显著差异表达的基因;不论排卵与释精前还是后,相比于雄性,雌性文昌鱼低表达的基因均多于高表达的基因。对各组间差异表达基因进行KEGG通路聚类分析,发现排卵与释精前(F1组与M1组),雌雄文昌鱼中差异表达的基因极显著地富集到7个KEGG通路中,分别为神经活性配体-受体相互作用(Neuroactive ligand-receptor interaction)、细胞粘附分子(Cell adhesion molecules)、造血细胞系(Hematopoietic cell lineage)、肥大型心肌病(Hypertrophic cardiomyopathy)、细胞外基质相互作用(ECM-receptor interaction)、PI3K-Akt信号通路和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)感染;而排卵与释精后(F2组与M2组),雌雄文昌鱼中差异表达的基因极显著地富集到3个KEGG通路中,包括神经活性配体-受体相互作用、细胞粘附分子、病毒性心肌炎(Viral myocarditis)。进一步分析发现,与血管内皮生成相关的基因如F11R、JAM2、CDH5等,雌性都比雄性文昌鱼呈显著的高表达。     

基于COI序列的翡翠股贻贝Perna viridis线粒体遗传特性分析及其近缘种间的系统关系探讨

应用通用引物 COIL 1490和 COIH 2198对翡翠股贻贝Perna viridis的性腺和体细胞线粒体DNA进行PCR扩增,获得661bp长度的COI基因片段,经过比对性腺与体细胞的COI片段,发现雄性性腺与体细胞COI基因均为一个单倍型,即体内只有一种线粒体DNA类型,没有发现双单性遗传现象,雌、雄性腺的COI基因片段变异率很低（0.31%）。应用PAUP构建了NJ树、MP树以及贝叶斯法构建了贝叶斯树,对股贻贝属3种间的系统关系进行了分析,结果表明,翡翠股贻贝P. viridis与P. canaliculus 和 P. perna 之间的分化与分歧年代的估算是相吻合的。     

长石莼(缘管浒苔)(Ulva linza)rbcL全长基因的克隆与序列分析

克隆分离了长石莼(缘管浒苔)光合作用第一关键酶Rubisco大亚基全长基因(rbcL)。首先应用PCR和RT-PCR方法扩增rbcL大片段DNA序列和大片段cDNA序列,结果表明,获得的2个克隆序列完全相同,该rbcL大片段基因不存在内含子。其次应用基因步移方法分别对rbcL基因的5′上游未知序列和3′下游未知序列进行扩增,在此基础上,将3个片段序列进行拼接,获得了rbcL全长基因序列(NCBI登陆号:DQ813497)。序列全长2124bp,其中编码区序列长1425bp,为单外显子基因,编码474个氨基酸;5′非翻译区序列长225bp,转录起始位点为位于翻译起始密码子ATG上游第47个核苷酸G,在距离转录起始位点-9bp—-48bp的范围内有推测的类似原核生物的启动子序列(-10区:TAAAAT、-35区:TTGAAA);3′非翻译区序列长474bp,在距离转译终止密码子TAA下游54—98bp处有一段较长的回文序列,可形成一个22bp的茎结构。密码子偏好性分析结果表明,长石莼(缘管浒苔)rbcL基因偏向使用第三位核苷酸碱基为A和T的密码子。     

欧洲鳗鲡肝肾病病原菌的分离与鉴定

患肝肾病的养殖欧洲鳗鲡(Anguilla anguilla)出现肝、肾肿大,且肝脏具白色溃疡灶的症状。从肝脏中分离、纯化到优势细菌,定名AL60306NA1。人工感染试验证实:向欧洲鳗鲡腹腔内注射1.0×108cfu/mL菌株悬液,实验鱼死亡率达100.0%;注射1.0×107cfu/mL,死亡率为60.0%;形态学观察、API20E细菌鉴定试剂盒鉴定实验证明菌株AL60306NA1有动力、拥有革兰氏反应阴性、氧化酶阴性、H2O2酶阳性、兼性厌氧、发酵葡萄糖产酸产气、不发酵蔗糖和蜜二糖及L一阿拉伯糖、赖氨酸脱羧酶阳性、柠檬酸盐弱阳性、产生硫化氢和吲哚、MR阳性和典型的β-溶血等特征;16S rRNA特异性基因分析鉴定实验说明克隆的AL60306NA1 16S rRNA基因部份序列为1507bp、与迟缓爱德华氏菌(AB050829.1)的同源性达99.7%。综合上述结果,确定该菌株为养殖欧洲鳗鲡肝肾病的病原菌,并鉴定为迟缓爱德华氏菌(Edwardsiella tarda)野生型。用菌株AL60306NA1感染小白鼠实验测定该菌对小白鼠的LD50为7.1×105cfu/mL,同时自该菌株PCR扩增到长度约1000bp的溶血素基因特异性片段,结果表明菌株AL60306NA1有一定的致病力。     

厦门近岸水域海洋附着细菌的群落结构及其动态变化

为研究海洋附着细菌的群落结构及动态变化,在厦门近岸海区进行挂板实验.将无菌玻璃板浸没于海水中,连续放置14 d.分别于放置1 h和7、14 d后取玻璃板上附着生物样品.用细菌通用引物构建16S rRNA基因克隆文库,每个克隆文库随机挑选约40个克隆子测序,序列同源性分析和系统进化分析结果表明,所有的克隆子可分为六大类群:γ-变形菌纲(γ-Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、α-变形菌纲(α-Proteobacteria)、蓝细菌门(Cyanobacteria)和真核硅藻类叶绿体,各类群分别占42.0%、4.5%、2.2%、2.2%、1.1%和45.0%.γ-变形菌纲变形斑沙雷氏菌(Serratia proteamaculans)为优势附着细菌,占测序克隆子的31.5%.这类细菌在1 h样品中的比例超过一半,说明变形斑沙雷氏菌在生物膜形成初期发挥着重要作用.随着挂板时间延长,检测到的细菌类群有所增加:附着7 d后检测到拟杆菌门细菌,附着14 d后检测到厚壁菌门细菌.γ-变形菌纲细菌所占比例随挂板时间的延长而逐渐降低,从挂板1 h的81%降至7 d的21%,14 d的18%.另外,在各阶段的附着样品中,都检测到较多的真核克隆子序列,约占16%～64%.本研究为进一步阐明海洋附着细菌的附着动态及其在生物膜形成过程中的作用奠定了基础.     

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。