海湾扇贝促性腺激素释放激素基因克隆及表达分析

促性腺激素释放激素(Gonadotropin Releasing Hormone,GnRH)是脊椎动物下丘脑-垂体-性腺轴的关键信号分子。近年来的研究显示,GnRH也存在于贝类等无脊椎动物,且在雌雄异体性别分化与繁殖中起重要作用,然而雌雄同体贝类GnRH的研究仍处于空白。本文以海湾扇贝为研究对象,利用RACE技术克隆获得GnRH的cDNA全长序列,该基因长1335 bp,编码101个氨基酸,前体包含1个由24个氨基酸组成的信号肽以及1个具有酰胺化修饰的活性肽(QNFHYSNGWQP-amide)。GnRH在脑足神经节和脏神经节中均有表达,且在2015年10月-2016年1月,GnRH在脑足神经节中的表达量显著高于脏神经节(P<0.05);GnRH在两个神经节中的表达均呈现先上升后下降的趋势,峰值出现在11月份,推测可能与性腺发育启动有关。本研究为深入理解GnRH在贝类繁殖调控中的作用奠定了基础。

虾夷扇贝 TET 基因在配子发生和早期发育中的表达模式

DNA甲基化参与调节动物配子发生和胚胎发育过程,TET基因负责DNA主动去甲基化,在基因印迹去除和细胞全能性获得中起重要作用。为了解海洋贝类配子发生和胚胎发育过程中DNA去甲基化如何发生,本研究以虾夷扇贝为研究对象,鉴定了其TET基因,并分析了该基因在性腺和胚胎幼虫发育中的表达变化。结果表明,虾夷扇贝基因组中含有1个TET基因(PyTET),该基因长39127 bp,包含10个外显子,编码1592个氨基酸,其蛋白具有完整的2OGFeDO超家族的加氧酶结构域。在性腺发育过程中,PyTET基因表达峰值出现在休止期精巢和增殖期卵巢,原位杂交结果显示其在精原细胞、精母细胞中均有表达,在卵母细胞中的表达明显高于卵原细胞;在早期发育过程中,其峰值出现在囊胚期。以上结果提示虾夷扇贝配子发生和胚胎发育过程中均发生了DNA主动去甲基化,这将有助于系统了解表观调控在贝类发育中的作用。

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。

虾夷扇贝SOXH不同剪接形式的鉴定和表达分析

SOXH是SOX基因家族的一员,在脊椎动物精原细胞分化和精子发生中起关键作用。近年来的研究显示,SOXH并非脊椎动物所特有,但SOXH在无脊椎动物中的功能及作用方式至今尚不清楚。本文采用生物信息学分析,在虾夷扇贝基因组和转录组中成功筛查获得SOXH基因,并发现SOXH存在3种剪接形式,分别编码694、679、1 051个氨基酸。通过qRT-PCR检测不同剪接形式在扇贝卵巢和精巢4个发育时期中的表达模式,结果表明SOXH主要在成熟期精巢中高表达,在卵巢中表达量较低。而且,成熟期精巢中SOXH的表达偏好第3种剪接形式。研究还显示,三种剪接形式在扇贝早期发育中呈现不同的表达模式。以上结果表明,SOXH在扇贝精子发生和胚胎幼虫发育中起着重要作用,但3种剪接形式可能具有不同的功能。本文为深入研究无脊椎动物SOXH的功能和分子作用机理提供了基础。