COⅠ和16S rRNA基因在高原裂腹鱼物种鉴定中的应用

针对裂腹鱼种类繁多、种间形态学差异不明显的特点,利用分子标记对高原裂腹鱼进行准确的物种鉴定具有重要价值。对采集的60尾高原裂腹鱼进行了COⅠ和16S rRNA基因的部分序列测定,并通过Gen Bank数据库进行鱼种鉴定;运用邻接法(NJ)构建系统发育树,对实验鱼进行群系划分;通过DNASP软件分析比较实验鱼COⅠ和16S rRNA基因的序列变异;依据MEGA 6.0的Kimura-2-parameter模型计算实验鱼的种内遗传距离和种间遗传距离,并对COⅠ和16S rRNA基因在高原裂腹鱼物种鉴定中的适用性进行探讨。结果表明,采集的样本包含3属、5种裂腹鱼,分别为尖裸鲤属的尖裸鲤(Oxygymnocypris stewartii)、裸鲤属的软刺裸鲤(Gymnocypris dobula)、裂腹鱼属的拉萨裂腹鱼(Schizothorax waltoni)、巨须裂腹鱼(Schizothorax macropogon)和异齿裂腹鱼(Schizothorax oconnori)。在COⅠ基因构建的系统发育树中,5种高原裂腹鱼均形成独立的一支,而16S rRNA基因不能准确地对裂腹鱼属的3个鱼种实现区分。研究显示,5种高原裂腹鱼COⅠ基因核苷酸的变异水平(Pi)和单倍型多样性指数(Hd)均高于16S rRNA基因;COⅠ基因计算得到实验鱼种间遗传距离和种内遗传距离平均值分别为0.025和0.002,种内和种间的最大遗传差异约为13倍;16S rRNA基因得出结果为0.026和0.005,而种内和种间的最大遗传差异约为6倍。综合COⅠ和16S rRNA基因能有效鉴定高原裂腹鱼物种,而在单个基因的选择上,COⅠ基因具有更高的适用性。

海洋贝类Toll样受体及其接头蛋白MyD88的分子进化研究

海洋贝类在长期的进化过程中具备了复杂和独特的免疫体系,为免疫防御系统的适应性进化研究提供了典型实例。目前海洋贝类天然免疫系统经典分子在后生动物演化历程中的特点尚不明确。为探究模式识别受体Toll样受体(TLR)及其接头分子髓样分化因子(MyD88)基因家族在后生动物中的进化历程,研究了32个后生动物演化代表性物种中TLR及MyD88基因家族的系统发育关系,以长牡蛎为代表物种探讨了长牡蛎TLRs和MyD88s在病原感染、环境胁迫、早期发育和组织分化条件下的基因表达模式。结果表明,海洋贝类中普遍存在TLR和MyD88基因家族的扩张,在腹足类和双壳类中检测到两个基因家族谱系特异性的基因扩张, 46个长牡蛎特异性扩张的TLR基因能够被病原诱导表达,且在不同类型的病原感染下,其表达模式具有特异性。和病原诱导表达的TLRs相比,参与牡蛎早期发育的TLRs起源相对古老。研究结果表明,海洋贝类天然免疫模式识别受体TLR及其接头分子MyD88通过基因复制和表达分化形成了复杂特异的信号传导通路,这有助于深入了解海洋贝类的天然免疫防御系统的特点,丰富后生动物天然免疫进化的脉络。

南极独角雪冰鱼(Chionodraco hamatus)miR-7132对红细胞发生的作用研究

micro RNA为短链非编码RNA,通过与靶基因3′UTR序列互补在转录后水平发挥作用。已有研究表明,micro RNA在红细胞发生过程中起着重要的调控作用。南极冰鱼是目前已知的唯一仅具有无功能性血红细胞的脊椎动物。前期研究提示,独角雪冰鱼(Chionodraco hamatus)头肾中高表达的micro RNAs可能抑制着冰鱼红血球的发生。本研究针对南极冰鱼头肾中高表达的miR-7132,运用斑马鱼显微注射、双荧光素酶报告系统,并结合靶基因预测等手段研究了miR-7132对血红细胞发生的作用机制。结果表明:斑马鱼胚胎注射miR-7132后,固蓝染色显示斑马鱼胚胎红细胞中血红蛋白的表达显著下降,这表明miR-7132的过表达抑制了血红细胞生成。通过转录组数据结合比对冰鱼的全基因组序列,获得了独角雪冰鱼血红细胞生成的血红素生物合成的限速酶(5′-aminolevulinate synthase 2,ALAS2)基因3′UTR序列。构建含ALAS2基因3′UTR序列的双荧光素酶报告质粒,并与miR-7132共转染293T细胞检测荧光素酶活性变化;构建包含绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)的表达质粒与miR-7132共同注射斑马鱼胚胎,检测GFP荧光强度与蛋白表达量变化。结果显示,转染miR-7132的293T细胞荧光素酶相对活性显著降低,ALAS2基因是miR-7132的一个靶基因。斑马鱼体内注射miR-7132的GFP荧光强度显著降低,且GFP蛋白表达量显著减少。本研究揭示了miR-7132对血红细胞生成的抑制作用,miR-7132通过抑制ALAS2基因的表达而抑制南极冰鱼血红细胞的发生。

三种深渊钩虾肠道微生物组成与群落结构

针对马里亚纳海沟、玛索海沟、新不列颠海沟东部、新不列颠海沟中部等4个采样点的3种钩虾共120个样品,利用16S rRNA-RFLP分析方法对不同样品间的微生物组成进行研究,并比较了4个采样点的细菌群落结构多样性。结果表明:4个采样点钩虾肠道的微生物多样性有着显著差别。马里亚纳海沟Hirondellea gigas钩虾肠道细菌的优势菌群为嗜冷单胞菌属(Psychromonas sp.)和Uncultured bacterium,分别占37.05%和18.52%。玛索海沟Bathycallisoma(syn.Scopelocheirus)schellenbergi钩虾肠道细菌的优势菌群为Uncultured Mollicutes bacterium和Uncultured deep-sea bacterium,分别占62.5%和25%。新不列颠海沟东部Alicella gigantean钩虾肠道细菌的优势菌群为Uncultured Mollicutes bacterium和Uncultured Mycoplasmataceae bacterium,含量分别占到50%和44.44%。新不列颠中部的A.gigantean钩虾肠道细菌的优势菌群为Psychromonas sp.、Uncultured Mollicutes bacterium、Uncultured Mycoplasmataceae bacterium和Uncultured bacterium,含量分别为39.29%、32.14%、14.29%和10.71%。Uncultured Mollicutes bacterium在玛索海沟S.schellenbergi肠道内占了62.5%,在新不列颠海沟东部A.gigantean肠道内的含量为50%,在新不列颠海沟中部A.gigantean肠道内含量为32.14%,而在马里亚纳海沟H.gigas肠道中仅占3.7%。由此可见,4个采样点3种钩虾肠道内微生物多样性丰富、且存在较大的差异,马里亚纳海沟H.gigas肠道内微生物物种最丰富、且种群结构最复杂,玛索海沟S.schellenbergi钩虾和新不列颠海沟A.gigantean钩虾次之。

长牡蛎与海豆芽外套膜细胞超微结构的比较观察

以软体动物中贝壳成分为碳酸钙的长牡蛎(Crassostrea gigas)和腕足动物中贝壳成分为磷酸钙的鸭嘴海豆芽(Lingula anatina)为研究对象,借助组织学和透射电镜方法,分别对两个物种外套膜边缘区域和中央区域的细胞进行超微结构观察,发现长牡蛎和鸭嘴海豆芽外套膜中的细胞类型均包含柱状表皮细胞、电子稠密粒细胞和电子透明粒细胞,但是两个物种的柱状表皮细胞类型以及分泌细胞的内含物各不相同。长牡蛎柱状表皮细胞包括3类,主要分布在外套膜边缘区域的A型、主要分布在外套膜中央区域的B型以及很少存在的C型,细胞大小为7~15μm。海豆芽柱状表皮细胞则分为A’型、B’型和C’型,细胞大小为10~15μm。两个物种的分泌细胞都包含电子稠密粒细胞和电子透明粒细胞,海豆芽还包括一类含有板层小体的特殊分泌细胞。上述结果在一定程度上可以解释两者贝壳组成成分的差异,从而为研究腕足动物和软体动物贝壳的形成机制和矿化作用提供借鉴。