合浦珠母贝26S蛋白酶体S4,S7亚基基因片段的分离与分析

26S蛋白酶体是真核生物中一种具有ATP依赖性的蛋白酶复合体,主要通过泛肽途径选择性降解细胞内与代谢调控、细胞周期有关的功能蛋白及异常蛋白,参与多种细胞活动的调控过程。26S蛋白酶体由具有催化活性的20S亚复合体和一个具有调节作用的19S亚复合体组成,其中19S亚复合体中的ATP酶亚基是调节26S蛋白酶体活性的重要组件。本通过简并引物PCR手段,从软体动物合浦珠母贝(Pinctada fucata)中扩增到参与构成19S亚复合体的S4和S7(MSS1)两个亚基的基因片段。这两个基因片段所编码的ATP酶组件包含有Gx4GKT,DEID,SAT和H／QRxGRxxR等26S蛋白酶体ATP酶亚基的共同功能基序。这是首次在软体动物中报道26S蛋白酶体的ATP酶亚基基因序列,为研究软体动物中26S蛋白酶体的结构与功能奠定了分子基础。     

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。     

基于马氏珠母贝(Pinctada fucata)血细胞全长转录组数据补体样组分的鉴定与分析

补体系统作为先天免疫的重要组成部分,是一种复杂的限制性蛋白水解系统,其在免疫系统中发挥着重要的防御作用。为分析马氏珠母贝补体系统的组成及作用机制,使用血细胞样品进行了全长转录组测序建库、基因比对、功能注释,共挖掘到212个潜在补体样组分相关基因。补体样组分基因经同源性比对和结构域检测分析表明,检索到的基因分别编码89个含C1q结构域蛋白、57个C型凝集素蛋白、33个纤维胶凝蛋白、11个纤维蛋白原相关蛋白、8个甘露糖结合型凝集素关联丝氨酸蛋白酶、2个含硫酯蛋白(1个C3分子,1个TEP分子)、1个补体受体、2个补体因子、9个丝氨酸蛋白酶。随机选择12个补体相关基因,使用溶藻弧菌刺激前后的血细胞样品进行实时定量PCR检测其表达水平,结果显示C1q(C1q domain containing protein)、C-lectin、MBL(mannose-binding lectin)、ficolin、MASP(mannan-binding lectin serine protease)等基因均呈现出显著差异表达,表明马氏珠母贝补体系统是一个复杂的多组分效应系统,且可能通过凝集素途径或类似于凝集素途径激活补体系统的免疫作用。研究结果为进一步验证马氏珠母贝中存在的原始补体系统提供了分子生物学证据,同时对深入了解马氏珠母贝免疫防御机制,丰富和发展海洋无脊椎动物免疫学内容也具有重要理论意义。     

合浦珠母贝丝氨酸蛋白酶抑制因子基因pfser1克隆与表达

【目的】克隆合浦珠母贝(Pinctada fucata)丝氨酸蛋白酶抑制因子pfser1基因,探讨该基因的组织表达及其在天然免疫过程中的作用,以及与生物矿化过程的关系。【方法】通过RACE技术获得pfser1基因的全长,通过生物信息学分析其序列结构特征,利用实时荧光定量PCR方法检测pfser1基因在不同组织中的表达,检测健康合浦珠母贝在被大肠杆菌(Escherichia coli)MG1655刺激后和在贝壳损伤修复实验中pfser1基因表达量的变化。【结果】合浦珠母贝pfser1基因cDNA全长为1240 bp,包含1035 bp的开放阅读框(ORF),编码344个氨基酸,氨基酸序列的功能结构域含有丝氨酸蛋白酶抑制因子Serpin家族保守结构域。pfser1基因在合浦珠母贝各个组织中均有表达,在外套膜边缘膜中表达量最高;大肠杆菌MG1655刺激后,该基因表达量显著升高;在贝壳损伤修复过程中,pfser1基因表达先升高后受到抑制。【结论】pfser1基因所表达的蛋白参与了合浦珠母贝的天然免疫应答过程,并与生物矿化过程有一定关系。     

生长激素与胰岛素样生长因子-Ⅰ对马氏珠母贝壳生长形成相关基因表达的影响

研究了外源生长激素与胰岛素样生长因子-Ⅰ处理对马氏珠母贝Pinctada fucata Gould胰岛素相关多肽受体基因(irr)和5种壳基质蛋白基因(nacrein、efcbp、n19、aspein及accbp)表达水平的影响。结果表明,激素处理显著提高了irr基因的表达水平(P<0.05),这与其在软体动物中作为胰岛素样生长因子受体的作用相一致。nacrein基因的表达水平在激素处理组也有显著升高(P<0.05),表明生长激素与胰岛素样生长因子-Ⅰ两种外源激素都增强了马氏珠母贝的生长代谢水平;与对照组相比,n19、aspein与accbp3个基因的表达水平在激素处理组均下调(P<0.05),说明这3个基因的表达受到激素调节通路的抑制作用。此外,研究发现aspein与accbp两个基因的表达在各个实验样本中具有极高的相关性,说明这两个基因在激素通路中可能受到同一个上游因子调控。efcbp基因表达水平在激素处理组与对照组之间表达稳定,各样本之间无显著性的变化(P>0.05)。     

珍珠质水溶性基质蛋白的分离纯化及其对碳酸钙结晶的影响

珍珠质是由大于95％的碳酸钙晶体与少量有机大分子组成的生物矿化产物。其中含量小于5％的基质蛋白(mattix protein)对碳酸钙晶体的形成进行严格控制。为深入研究珍珠质基质蛋白对碳酸钙结晶的调控作用，本研究利用水提法从合浦珠母贝(Pinctada fucata)珍珠质中提取出水溶性基质(Water Soluble Matrix,WSM)，并利用反相HPLC分离得到3个主要蛋白组分(FⅠ—Ⅲ)。氨基酸组成分析表明，WSM及其3种组分富含甘氨酸、天冬氨酸、丙氨酸与亮氨酸。体外饱和碳酸钙溶液结晶实验表明，WSM能显著影响体外碳酸钙晶体的形成；其3种组分对碳酸钙晶体形成的作用并不相同：组分FⅠ和组分FⅡ加速晶体的形成。而组分Ⅲ则抑制晶体的形成。本研究首次发现在珍珠质中同时存在抑制和促进晶体形成的两种蛋白质因子，推测珍珠质致密有序结构的形成是正、负两种调控机制共同作用的结果。     

马氏珠母贝黄壳色家系的生长、壳色分离及总抗氧化能力比较

以马氏珠母贝(Pinctada fucata martensii)黄壳色作为选育指标构建了黄壳家系,对其4个生长性状和黄壳色性状分离比进行了统计分析,并测定了黄壳家系中黄壳、褐壳色个体不同组织中的总抗氧化能力(TAC)。结果发现:黄壳色性状能遗传并发生分离,其分离不完全符合孟德尔遗传分离定律;褐壳色亲本不会产生黄壳色子代,推测褐壳色是纯合子;第一代黄壳家系5、7月龄贝仅壳宽值显著小于褐壳家系(P0.05),壳高、壳长、总质量差异不显著, 11月龄贝仅壳长和壳宽值显著小于褐壳家系, 14、20月龄贝的壳高、壳长、壳宽、总质量这4个生长性状均极显著小于褐壳家系(P0.01);在第一代6个黄壳家系内,黄壳、褐壳色个体的4个生长性状差异不显著;黄壳色贝在足、心、性腺中的TAC显著低于褐壳色贝(P0.05);在鳃、闭壳肌、消化腺组织中TAC高于褐壳色贝,但差异不显著。     

马氏珠母贝金黄壳色选育群体与养殖群体不同组织中矿物质元素的分析与评价

为评估马氏珠母贝金黄壳色选育群体与养殖群体不同组织中矿物质元素的异同,采用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-OES)对以上2个群体的5个组织(外套膜、鳃、闭壳肌、足和性腺-内脏团)中钙(Ca)、铜(Cu)、铁(Fe)、镁(Mg)、锰(Mn)和锌(Zn)含量进行检测分析,并比较2个群体矿物质元素含量的差异及马氏珠母贝各组织间含量的差异。结果发现:(1)外套膜的Ca含量显著高于性腺-内脏团和闭壳肌;足的Cu含量显著高于闭壳肌和外套膜;在外套膜和鳃上的Mg含量显著高于足、性腺-内脏团和闭壳肌;性腺-内脏团和足上的Mn含量显著高于闭壳肌、鳃和外套膜;性腺-内脏团上的Fe和Zn含量显著高于足、鳃和闭壳肌。(2)闭壳肌中Ca、Mn和Zn在金黄壳色选育群体中含量显著高于养殖群体,Cu、Fe和Mg含量在2个群体间不存在显著性差异。(3)性腺-内脏团和足中Zn在金黄壳色选育群体中含量均显著高于养殖群体,Ca、Cu、Fe、Mg和Mn含量在2个群体间均不存在显著性差异。(4)鳃中各矿物质元素含量在2个群体间不存在显著性差异。(5)外套膜中Fe、Mn和Zn在金黄壳色选育群体的含量显著高于养殖群体,Cu在养殖群体含量显著高于金黄壳色选育群体,Ca和Mg含量在2个群体间不存在显著性差异。结果表明,马氏珠母贝金黄壳色选育群体与养殖群体之间在部分矿物质元素含量上已表现出分化,这为马氏珠母贝壳色新品系选育提供了重要的基础资料。     

马氏珠母贝肠道及其养殖水体可培养细菌群落结构

【目的】了解马氏珠母贝(Pinctada fucata martensii)肠道及其养殖水体可培养细菌的群落组成。【方法】采用2216E平板涂布法研究海区养殖马氏珠母贝肠道与养殖水体的可培养菌群种类及丰度。【结果与结论】马氏珠母贝肠道及其养殖水体的可培养细菌归属于2门(变形菌门和厚壁菌门)3纲7目10科23属56种。属水平上,肠道中以弧菌属(74.7%)和假交替单胞菌属(18.7%)为主;养殖水体中α-变形菌纲的FJ943236_g属(40.7%)丰度最大,弧菌属(16.7%)相对肠道丰度较低。样品共有菌属为弧菌属、假交替单胞菌属、发光杆菌属和芽孢杆菌属;肠道特有菌属为希瓦氏菌属和盐单胞菌属;养殖水体特有菌属主要为FJ943236_g、鲁杰氏菌属和Nautella。在种水平上,7个种为二者共有;马氏珠母贝肠道和养殖水体特异性菌种分别为18个和31个。虽然门水平上马氏珠母贝肠道中可培养细菌群落与其养殖水体中的细菌群落大致相似,但在属、种水平上二者差异明显。     

马氏珠母贝生长性状相关QTL在两个群体中的验证

对两个通过遗传图谱构建定位的马氏珠母贝(Pinctada ucata)生长性状相关的QTL在两个不同群体中进行验证分析。结果显示:QTL471489在深圳群体中与壳高、壳宽显著相关(P0.05),其CT基因型个体的壳高、壳宽和体质量显著大于CC基因型,CT为优势基因型;而在杂交群体中该QTL与生长性状关联不显著(P0.05),但CT基因型的生长性状值仍最大。QTL410206在深圳群体中与生长性状关联不显著(P0.05),而在杂交群体中该QTL与壳高、壳长、壳宽和体质量显著相关(P0.05),AA为优势基因型。基于这两个QTL在这2个群体中分别构建二倍型,发现在深圳群体中C1(CTAT)型和杂交群体中D1(CTAA)、D2(TTAA)、D3(CCAT)、D4(TTAT)、D5(CTAA)型对马氏珠母贝的生长最为有利,可作为优选的基因型组合。