近缘新对虾PCNA基因的克隆及表达分析

增殖细胞核抗原(Proliferating cell nuclear antigen, PCNA)作为DNA聚合酶δ的辅助蛋白,在DNA复制过程中发挥重要作用。近缘新对虾(Metapenaeus affinis)卵巢发育过程中存在细胞增殖活动旺盛的阶段,但目前关于其卵巢发育的分子机制研究较少。利用RACE (Rapid amplification of cDNA ends)技术获得近缘新对虾PCNA (MaPCNA)基因的cDNA序列全长,并通过实时荧光定量PCR (qRT-PCR)对其进行卵巢发育相关的表达分析。MaPCNA全长为1 144 bp,包含140 bp的5’非编码区,221 bp的3’非编码区,开放阅读框(ORF)为783 bp,编码260个氨基酸。MaPCNA蛋白的相对分子质量为28.82 kD,理论等电点为4.5。多重比对分析表明,PCNA氨基酸序列在甲壳动物中较为保守。组织表达结果显示,MaPCNA基因在检测的组织中均有表达,其中在卵巢中的表达量最为显著(P<0.05)。在不同发育阶段的卵巢中,MaPCNA基因的表达出现变化(P<0.05),从Ⅰ期开始逐渐上升,到Ⅲ期表达量最高,之后显著降低并趋于平稳。MaPCNA基因在幼体发育不同时期的表达呈现出一定的规律性趋势,在受精卵时期的表达量最高,之后呈下降趋势,从无节幼体Ⅵ期开始表达平稳。研究结果提示PCNA基因可能在近缘新对虾的卵巢发育过程中发挥重要作用。

15个斑节对虾家系生长及抗白斑病毒分析

为研究斑节对虾生长速度和抗病性的关系,按照1尾雌虾对1尾雄虾的比例建立15个全同胞家系,通过这15个斑节对虾全同胞家系生长、抗白斑病毒(WSSW)试验,选出具有生长优势的家系394,053,抗病性强的家系242,007,480。对抗病免疫相关因子超氧化物岐化酶(SOD)、酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(AKP)的分析中,强抗病组家系平均SOD活力显著高于中等抗病组(P<0.05),极显著高于较差抗病组(P<0.01)。强抗病组ACP活力显著高于较差抗病组(P<0.05)。AKP活力在3个家系组中没有显著性差异,但是强抗病组的AKP酶活力仍高于中等抗病组和较差抗病组。SOD活力与家系抗病存活时间极显著相关(P<0.01),相关系数r=0.936,ACP与家系抗病存活时间显著相关(P<0.05),相关系数r=0.826。

低剂量对虾白斑综合征病毒粗提液对斑节对虾体内潜伏期病毒及血细胞的影响

利用含3×103、6×102、2×102copies/mL的对虾白斑综合征病毒(white spot syndromevirus,WSSV)粗提液和PBS液人工注射感染携带病毒量约1×105copies/g的斑节对虾,通过实时定量PCR法、显微镜观察法研究了感染后斑节对虾发病死亡率、肌肉内WSSV含量及总血淋巴细胞数和不同种类血细胞的比例组成变化。结果表明,3种浓度下斑节对虾累积死亡率分别为93.33%±2.89%、56.67%±5.77%和45.00%±5.00%,对照组没有发生死亡。注射3×103copies/mL的浓度组,在注射后30 min时,对虾肌肉内的病毒含量达到最低值(3.54×104copies/g),而后持续上升至48 h时达到最高值(3.12×108copies/g)后再次下降;另两个感染组,在注射后1 h时,肌肉内病毒含量达到最低值(分别为1.11×105、9.54×104copies/g),在感染后6 h时出现一个次高值(分别为1.58×105、1.11×105copies/g),而后又降低,在48 h时达到最高值(分别为1.48×107、5.46×106copies/g)后下降;对照组对虾肌肉内病毒含量没有出现显著变化。不同感染浓度组,斑节对虾总血淋巴细胞数波动幅度和出现峰值的时间不同,特别是注射3×103copies/mL组,对虾总血淋巴细胞数在12和48 h时出现极低值(分别为3.48×106、4.05×106/mL);3个感染组除个别时间点外,对虾总血淋巴细胞数的变化规律与肌肉中WSSV的扩增规律成负相关。4个处理组,半颗粒细胞比例在感染初期呈现明显上升的趋势,后期比例虽有起伏但均维持在较高水平;颗粒细胞和透明细胞比例在感染初期均呈现明显下降的趋势,中期均略有上升,但后期颗粒细胞比例显著低于初期,而透明细胞比例则与初期无显著性差异。

斑节对虾3个种质群体体质量性状配合力及杂种优势分析

该研究利用斑节对虾(Penaeus monodon)“南海1号”群体(S)、非洲品系选育群体(A)和泰国群体(T),采用完全双列杂交交配设计,建立9个自繁和杂交组合F1代。利用混合线性模型估计不同组合体质量性状的一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA)。结果显示,“南海1号”群体的一般配合力最高,其次是非洲品系选育群体,泰国群体的最低,其效应值分别为0.4373、−0.0624和−0.3749。9个交配组合的体质量性状的特殊配合力效应值介于−0.7798~0.613,其中非洲品系选育群体(♂)ד南海1号”群体(♀)组合(AS)体质量性状的特殊配合力最高,效应值为0.613。杂种优势分析表明,6个杂交交配组合的体质量性状中亲和超亲优势范围分别是8.41%~13.80%和2.66%~7.97%,其中非洲品系选育群体(♂)ד南海1号”群体(♀)组合(AS)的中亲杂种优势(HM)和超亲杂种优势(HB)最大,分别为13.80%和7.97%。研究表明,“南海1号”群体为母本,非洲品系选育群体为父本的杂交组合特殊配合力和杂种优势最好,可以考虑加强该组合在体质量性状方面的选育。

感染白斑综合征病毒的斑节对虾免疫酶变化特征

研究了斑节对虾(Penaeus monodon)感染白斑综合征病毒(White spot syndrome virus,WSSV)后的发病情况和4种免疫酶活性的变化特征。通过对斑节对虾进行WSSV急性攻毒试验,发现在感染50h左右出现死亡高峰,感染60h后大部分死亡虾出现明显的白斑。血液酚氧化物酶(PO)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、酸性磷酸酶(ACP)活性在感染WSSV后都呈现先降低再升高再降低的趋势,并在感染后60h左右,活性达到最大值。肝脏、肌肉组织中的ACP、SOD活性变化规律与其在血液中的变化类似,肝脏中的ACP、SOD活性明显高于肌肉组织中的活性。

粤东海域褐菖鲉种群线粒体DNA控制区序列变异及其在平鲉亚科中的分类地位

对捕自粤东海域的47尾野生褐菖鲉Sebastiscus marmoratus线粒体DNA控制区序列进行了扩增和序列变异分析,并结合GenBank中10种其他平鲉亚科的同源序列,分析了平鲉亚科的分子系统。结果表明,所获序列长度在538～544bp之间,具69个碱基替换位点和36个插入/缺失位点;控制区碱基组成中,A、T、C、G含量分别为34.5%、29.0%、15.8%、20.7%。共检测到38个单倍型。该种群的单倍型多样度(Hd)和核苷酸多样性(Pi)分别为0.978和0.0192。以鲉亚科棘鲉Hoplosebastes armatus作为外群构建的分子系统树显示,褐菖鲉为11种平鲉亚科中较早分化出的种,位于进化树的基部;平鲉亚科为单系群,分为4个分支,分别为平鲉属Sebastes、菖鲉属Sebastiscus、眶棘鲉属Hozukius和无鳔鲉属Helicolenus,与传统的分类地位一致。研究结果表明,控制区序列不仅适合褐菖鲉种群遗传多样性研究,同样也适合分子系统发育研究。

4种国外引进品系凡纳滨对虾养殖效果的研究

为了对从国外引进的Kona Bay、OI、SIS和环球4种品系凡纳滨对虾Litopenaeus vannamei 1代虾苗的养殖效果进行评估,分别在150、300尾/m2两种养殖密度下进行56 d的养殖试验,对各品系的养殖参数,包括存活率、总增重、特定生长率、饵料系数、体质量变异系数进行分析。结果表明:两种养殖密度下,Kona Bay品系综合养殖效果最好,低、高养殖密度养殖皆宜;环球品系与OI品系在高养殖密度条件下的存活率显著低于低养殖密度条件下(P<0.05),且养殖密度增加对其总增重影响不明显(P>0.05),OI品系甚至出现负增长,表明两者不适合高密度养殖;高养殖密度对SIS品系成活率、总增重、饵料系数影响均不显著(P>0.05),但高养殖密度有利于其养殖后质量变异系数的降低,SIS品系比较适合高密度养殖。

斑节对虾金属硫蛋白全基因DNA克隆及生物学信息分析

为深入研究斑节对虾(Penaeus monodon)金属硫蛋白MT(Pm-MT)基因参与斑节对虾性腺发育调控的分子机制,根据Pm-MT基因的c DNA序列,利用普通PCR和染色体步移(Genome Walking)技术获得Pm-MT基因的DNA全长序列,该基因序列DNA全长为2 744 bp,由2个内含子和3个外显子组成。其中启动子区域为806 bp,2个内含子长度分别为1 194、242 bp,3个外显子长度分别为22、78、77 bp。在启动子区域预测到转录因子糖皮质激素应答元件和雌激素应答元件与卵巢发育密切相关。

斑节对虾Chitinase-2基因的克隆及其在蜕皮和幼体发育过程中的表达分析

研究以斑节对虾(Penaeus monodon)转录组获得的几丁质酶基因(Pm Chi)片段,运用RACE技术克隆了PmChi基因c DNA全长,命名为PmChi-2。PmChi-2基因c DNA全长2 050 bp,其中5'-非编码区(5'-UTR)144 bp、3'-UTR 319 bp和开放阅读框(ORF)1 587 bp,编码528个氨基酸。生物信息学分析显示,PmChi-2与其他甲壳动物Chi-2的相似性为78%~97%。实时荧光定量PCR结果显示,PmChi-2在蜕皮前期(D期)表皮中表达水平最高,在胃、鳃、腹神经节和眼柄中表达水平依次降低,在其他组织(肝胰腺、肠、肌肉、心脏)中几乎不表达。不同蜕皮阶段,PmChi-2在鳃、胃和表皮3种组织中的表达变化模式基本一致,均在蜕皮期(E期)表达量最低,而最高表达量在鳃中出现在蜕皮后期(A期),在胃和表皮中为D期。幼体不同发育阶段分析揭示PmChi-2 mRNA在幼体发育阶段的无节幼体到糠虾幼体第二期表达量维持在一个低水平,在糠虾幼体第三期PmChi-2 mRNA表达水平显著升高,在仔虾期又显著下降,推测PmChi-2 mRNA可能与斑节对虾幼体发育密切相关。研究结果表明PmChi-2基因可能在斑节对虾蜕皮以及幼体的变态发育中发挥重要作用,为深入研究斑节对虾几丁质酶发育调控提供了重要信息。

斑节对虾GLUT1基因cDNA的克隆与表达分析

该研究利用RACE技术克隆获得了斑节对虾(Penaeus monodon) GLUT1 (glucose transporter type 1)的cDNA全长序列;采用实时荧光定量的方法研究了PmGLUT1在斑节对虾幼体发育过程中、各个组织中及低盐胁迫下的差异表达情况。该基因cDNA开放阅读框(ORF)全长1 476 bp,可编码491个氨基酸。检测PmGLUT1基因从受精卵至仔虾期发育过程的表达情况,结果显示,PmGLUT1在幼体发育各期的表达量有所波动,但总体呈现上升趋势。组织表达分析发现,PmGLUT1在鳃组织中的表达量最高,肝胰腺次之,在卵巢中的表达量最低。急性低盐胁迫后,PmGLUT1在肝胰腺中的表达水平显著高于对照组(P<0.05),但在鳃中的表达水平显著低于对照组(P<0.05)。研究结果表明,Pm GLUT1可能在斑节对虾幼体发育及机体应对低盐胁迫过程中具有重要作用,这为进一步研究葡萄糖转运蛋白基因在斑节对虾幼体发育调控和耐低盐胁迫应答中的分子机制提供了理论依据。

斑节对虾C1q结合蛋白(PmC1qBP)的克隆及表达特征分析

C1q结合蛋白(C1qBP)是补体系统中的一种重要成分,它能与游离的补体分子C1q的胶原样区相互作用并启动多种细胞反应,包括增强吞噬作用、促进吞噬细胞对微生物的杀伤、诱导趋化作用,从而增强生物体的免疫性。本实验从构建的斑节对虾(Penaeus monodon)卵巢组织cDNA文库中筛选并克隆了PmC1qBP基因。为研究PmC1qBP在斑节对虾中的生物学功能,采用半定量和荧光定量的方法研究比较了PmC1qBP基因在雌雄个体不同组织及卵巢不同发育阶段的差异表达情况。结果表明:雌雄个体的PmC1qBP基因在性腺、胃、血细胞、肠中表达量存在极显著差异(P<0.01)。同时,PmC1qBP在无节幼体和蚤状幼体时表达量低,从糠虾幼体至卵巢发育成熟过程中表达量有所增加并趋于稳定,揭示PmC1qBP是斑节对虾卵巢发育过程的重要功能基因。应激实验结果表明,经脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)刺激6 h后PmC1qBP在肝胰腺中的表达量极显著上调,提示PmC1qBP参与了斑节对虾天然免疫应答,暗示其在斑节对虾先天性免疫调控中发挥着重要的作用。

斑节对虾耐氨氮和淡水应激性状的遗传参数估计

该研究以高氨氮和淡水胁迫致死时间为衡量指标,估计了斑节对虾(Penaeus monodon)耐氨氮和淡水应激性状的遗传参数。以斑节对虾"南海1号"和非洲品系为亲本,建立了27个全同胞家系,含5个半同胞家系。利用单性状动物模型和ASReml软件估计斑节对虾幼体阶段的耐氨氮和淡水应激性状的方差组分和遗传参数。通过最佳线性无偏预测法估计所有个体和家系耐氨氮和淡水应激性状的育种值。斑节对虾耐氨氮和耐低盐的遗传力分别为0.11±0.04和0.29±0.08,且统计检验达到显著水平。斑节对虾耐氨氮和淡水应激性状的家系表型值相关系数为0.15,表现为低度线性正相关。斑节对虾耐氨氮和淡水应激性状的家系育种值相关系数为0.57,表现为中度线性正相关。因此在进行斑节对虾耐氨氮性状选育时,耐淡水应激性状也能得到一定的改良。

斑节对虾性腺组织、细胞的原代培养条件优化

通过观察不同成分培养基及不同培养方法培养的斑节对虾性腺组织及细胞原代培养生长情况,分析细胞活力及生长相关基因表达情况,判断3种改良培养基的适用条件,为进一步细胞培养试验提供支持。试验结果表明,以L-15培养基为基础培养基,不同配方的培养效果差距较大,其中机械分离法可成功培养离体斑节对虾性腺组织,而酶解法与3号培养基结合效果较好;在培养过程中可见离体卵母细胞多呈悬浮生长,部分可见分裂相,离体精原细胞多呈贴壁生长,1号、2号培养基中的细胞可维持良好生长状态达一周以上;CCK测试结果表明,机械分离的性腺组织和酶解法分离的性腺细胞分别在1号、3号培养基中有更高的细胞活力,而2号培养基中的性腺组织及细胞在两种培养方法下的活力差别不大。进一步的荧光定量PCR检测了离体培养过程中MAPK信号通路相关基因的表达变化情况,结果表明,Ras、c-Mos、MEK1、ERK基因在卵母细胞中表达变化更显著,且c-Mos基因与离体细胞生长发育情况呈正相关。本试验系统性地筛选了适宜斑节对虾性腺组织、细胞的原代培养方法,为了解培养过程中的生理过程变化提供了相关参考数据。

促性腺激素释放激素及多巴胺拮抗物地欧酮对斑节对虾卵巢组织发育的影响

研究了中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)促性腺激素释放激素(Es GnRH-I)、克氏原螯虾(Procambarus clarkii)促性腺激素释放激素(Pc GnRH)、多巴胺拮抗物地欧酮(DOM)及神经组织对斑节对虾(Penaeus monodon)卵巢发育的调控作用效果。试验前使用石蜡切片、HE染色及荧光观察确定斑节对虾卵巢发育分期及各期卵母细胞形态特征。结果显示,斑节对虾卵巢具有自发荧光现象,主要集中于滤泡细胞以及富含卵黄颗粒的次级卵母细胞、成熟卵母细胞的细胞质区域,荧光强度与卵巢发育阶段具有显著正相关性(P<0.01)。随后采用离体卵巢组织培养的方法研究3种激素对卵巢发育的影响。结果表明,50 ng·m L-1Es GnRH-I、500 ng·m L-1Pc GnRH和0.3μg·m L-1DOM对离体卵巢的发育有明显的刺激作用,显著增大卵母细胞直径(P<0.01),与脑组织、胸神经处理组效果相似;同时组合使用Pc GnRH和DOM能极显著促进卵母细胞发育(P<0.01)。荧光定量PCR结果显示Pc GnRH和DOM处理后能显著增加卵黄蛋白原的积累量。说明甲壳类动物GnRH和DOM均能促进斑节对虾卵母细胞成熟,并具有协同作用。

斑节对虾2种高血糖激素家族基因的基因组序列分析和表达研究

在斑节对虾(Penaeus monodon)体内新发现了2种高血糖激素(crustacean hyperglycemic hormone,CHH)家族基因Pm CHH和Pm HHLPP。基因组分析结果显示,其均具有CHH-Ⅰ型基因基本的"信号肽-CPRPKR/ER/RR-成熟肽"结构,且与已报道的CHHs基因的基因组结构相似;聚类分析结果显示,尽管Pm CHH和Pm HHLPP与多个CHHs基因序列相似性超过50%(最高达99%),但与其聚为一支的基因均不是CHH-Ⅰ型基因;生物信息学分析结果显示,Pm CHH和Pm HHLPP的转录起始位点"A"及其核心启动子区域分别位于开放阅读框(ORF)上游的99 bp和190 bp,同时在预测其空间结构后发现,两者的三维结构中均含有4个α螺旋构型;组织表达结果显示,2个基因均在肠中有较高的表达量,而Pm CHH在鳃、Pm HHLPP在眼柄中表达量也较高,但在肝胰腺和肌肉中表达量较低;幼体发育阶段表达结果显示,2个基因在无节幼体Ⅲ~Ⅳ期、溞状幼体Ⅰ期和糠虾幼体期表达量均有较大波动,与代谢强度呈弱相关关系。根据其一级结构的特征和相关表达情况,可推测Pm CHH和Pm HHLPP均为CHHs家族基因。

斑节对虾南海1号和非洲品系自交、杂交群体的形态差异分析

以斑节对虾南海1号(N)和非洲品系(F)作为亲本,进行自交与杂交,获得4个子代群体NN(N♀×N♂)、NF(N♀×F♂)、FN(F♀×N♂)和FF(F♀×F♂)。运用多元分析方法,采用7个测量性状对其形态进行比较研究。主成分分析结果显示,共构建了3个主成分,累计贡献率为68.35%;判别分析结果显示,自交群体的准确判别率相对较高,杂交群体的正确判别率较低;聚类分析结果显示,NN独立聚为一支,FF与NF聚为一小支后与FN聚为一支。

基于InDel标记的斑节对虾早期性别鉴定方法的建立

为分辨斑节对虾(Penaeus monodon)发育早期的性别,利用改良的插入/缺失(InDel)标记追踪了从受精卵、无节幼体、溞状幼体、糠虾幼体、仔虾后1 d(PL1)、仔虾后30 d(PL30)及亚成虾个体的性别,建立了测序和荧光定量PCR熔解曲线的检测方法。结果表明,InDel标记可扩增获得雌雄特异性序列,用测序法判定亚成虾性别的结果与外部观察结果一致,准确率达100%,对受精卵、无节幼体、溞状幼体及糠虾幼体均可得到雌雄特异性序列;进而建立了基于SYBR Green实时荧光定量PCR(Quantitative real-time polymerase chain reaction,q RT-PCR)熔解曲线的快速鉴定斑节对虾性别的方法,其中雄性特异序列的熔解温度(Melting temperature,Tm)为(79.10±0.10)℃,雌性为(78.45±0.20)℃,通过特异的熔解曲线可准确区分PL30、亚成虾和无节幼体Ⅵ期个体,准确率可达96.3%以上。

斑节对虾Toll9受体基因免疫功能的研究与表达分析

Toll受体蛋白(Toll receptors)是一类重要的模式识别受体,在无脊椎动物先天性免疫系统中发挥重要作用。文章对斑节对虾(Penaeus monodon)新型Toll9受体基因(Pm Toll9)进行了研究:以人源胚胎肾细胞(HEK293T)成功构建体外细胞免疫模型,通过免疫印迹方法证实Pm Toll9重组真核蛋白可在HEK293T中成功表达。双荧光素酶报告系统检测发现在200 ng转染浓度处Pm Toll9对NF-κB报告基因的激活效果显著。q RT-PCR数据证明PmToll9成功激活HEK293T细胞Toll-like receptor(TLR)信号通路,促进通路下游髓样分化因子(My D88)、肿瘤坏死因子(TNF-α)和白介素(IL-10)的上调表达,同时酶联免疫吸附测定结果证明Pm Toll9可促进TNF-α蛋白表达水平显著上调。斑节对虾体内细菌刺激实验结果显示无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)可激活Pm Toll9在肝胰腺、肠、淋巴和鳃中的表达,哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)可显著抑制Pm Toll9在肝胰腺中的表达。提示无乳链球菌可通过Pm Toll9激活Toll信号通路,引起机体免疫防御反应,而哈维氏弧菌对此过程具有一定的抑制作用。

斑节对虾Pellino基因的克隆及其在不同胁迫条件下的表达分析

Pellino蛋白家族,是一类高度保守的E3泛素连接酶,在泛素化和先天性免疫中发挥重要作用。该研究通过RACE技术得到斑节对虾(Penaeus monodon)泛素连接酶Pellino基因的c DNA全长。该基因序列全长1 961 bp,编码区序列长1 299 bp,编码432个氨基酸,5’非编码区(UTR)为89 bp,3’UTR为573 bp。通过qRT-PCR技术,研究了PmPellino基因在斑节对虾不同组织中的表达水平,并研究了其在不同浓度氨氮胁迫下和不同微生物刺激下的表达情况。结果显示,PmPellino基因在各组织中均有表达,在鳃组织中表达量最高。急性氮氮胁迫后,PmPellino在肝胰腺中的表达量显著上调(P<0.01),但在鳃中的表达被抑制(P<0.01)。哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)可显著激活PmPellino在鳃中的表达,抑制其在肝胰腺中的表达。鳗弧菌(V. anguillarum)可显著抑制PmPellino在肝胰腺中的表达,而对PmPellino在鳃中的表达无显著影响。金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)可以显著激活PmPellino在肝胰腺和鳃中的表达。结果表明PmPellino可以激活免疫应答通路,在免疫防御中发挥重要作用。

维生素E和裂壶藻对斑节对虾精荚再生的协同作用

文章探究了维生素E(Vitamin E,V_E)和裂壶藻(Schizochytrium sp.,Sch)对斑节对虾(Penaeus monodon)雄虾精荚再生的作用。以基础饲料配制了4种不同配合饲料(0添加组;V_E 200组;1%Sch组;V_E 200+1%Sch组),饲喂被挤压排出精荚的成熟雄性斑节对虾40 d,评估斑节对虾雄虾精荚再生后的精子数量和质量。结果表明,添加量为200 mg·kg^(-1) V_E饲料组的活精子数百分比显著高于对照组(P<0.05);单一添加1%裂壶藻饲料组的活精子数与对照组间差异不显著(P>0.05);共同添加200 mg·kg^(-1) V_E和1%裂壶藻的饲料组的精子总数显著高于对照组(P<0.05)。综合精荚质量、精子数量及活精子数百分比3个指标得出,饲料中共同添加1%裂壶藻与200 mg·kg^(-1) V_E对斑节对虾雄虾精荚的再生和提高精子数量具有协同促进作用。