南极中山站伯氏肩孔南极鱼体液和肠道微生物的分离鉴定及功能分析

为研究南极鱼体微生物的功能,对采自南极中山站附近海域的伯氏肩孔南极鱼(Trematomus bernacchii)体液和肠道内容物中的微生物进行筛选培养,挑选代表性菌株进行生理生化特性测定和次级代谢产物功能验证,并在活体上进行功能初探,观察在低温环境下其对宿主的影响。结果表明:分离获得的菌株主要分布在变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes),通过16S rDNA基因序列比对发现,菌株Ignatzschineria sp.LJ11可能是一株潜在新种;伊格纳茨氏菌属(Ignatzschineria)和芽孢杆菌属(Bacillus)菌的菌液粗提物对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis ATCC 6633)、嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila ATCC 35654)及金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)有明显的抑制作用;用菌株Ignatzschineria sp.LJ11和Bacillus sp.hb117饲喂的斑马鱼在低温下存活的时间较对照组更长;肠道微生物多样性分析显示,投喂Bacillus sp.hb117的斑马鱼肠道微生物中气单胞菌属(Aeromonas)细菌占比最高(超过60%),而投喂Ignatzschineria sp.LJ11的斑马鱼肠道微生物中弧菌属(Vibrio)为优势属。研究表明,在低温(18℃)条件下使用不同类型培养基从伯氏肩孔南极鱼体液和肠道内容物中分离出的多为变形菌门和厚壁菌门,这些菌株具有新型抗生素潜力,同时还有增强宿主耐寒的潜质,该发现为进一步探究极地细菌功能提供了新的思路。

两种南极鱼类4种组织中微量元素测定与比较

为探究两种南极鱼类——独角雪冰鱼(Chionodraco hamatus)与伯氏肩孔南极鱼(Trematomus bernacchii)的生理差异,采用电感耦合等离子体质谱法检测比较了鱼体内头肾、中肾、脾与肝4种组织中Cr、Mn、Fe、Cu、Zn、As、Se、Cd、Hg等9种微量元素的含量。结果发现:独角雪冰鱼头肾中Fe、Mn、Zn、Hg,脾中Cr、Mn、Fe、As、Se、Cd与Hg,肝中Fe、Mn、Zn、As、Cd与Hg的含量显著低于伯氏肩孔南极鱼对应组织中的含量(P<0.05);独角雪冰鱼中肾中Se、Cd与Hg含量显著高于伯氏肩孔南极鱼中肾中的含量(P<0.05)。Fe作为血红蛋白的重要组成部分,在两种鱼类的3种组织中差异显著,独角雪冰鱼的头肾、脾与肝中Fe含量均显著低于伯氏肩孔南极鱼(P<0.05),血红蛋白的缺失限制了独角雪冰鱼3种组织对Fe的吸收。与其他普通纬度海域的海洋鱼类相比,两种南极鱼肝脏中Hg的含量显著偏高,提示南极水域可能已经存在一定程度Hg污染。

牙鲆胰岛素样生长因子结合蛋白IGFBP-1 cDNA全长的克隆及表达分析

利用RACE-PCR技术,从牙鲆肝脏组织总RNA中克隆得到胰岛素样生长因子结合蛋白-1(insulin-like growth factor binding protein 1,IGFBP-1)基因的全长cDNA序列,该cDNA全长为1 070 bp,开放阅读框为729 bp,编码242个氨基酸。通过系统进化树分析,牙鲆IGFBP-1与鱼类IGFBP-1基因紧密聚为一支;通过同源性比对,牙鲆IGFBP-1基因的核苷酸序列与大菱鲆同源性最高,为95%,而其推导的氨基酸序列与其它鱼类如大菱鲆、五条、黄金鲈、红点鲑、鲤和斑马鱼的同源性分别为89%、89%、84%、79%、67%和67%。半定量RT-PCR显示,牙鲆IGFBP-1 mRNA在未受精卵、受精卵、胚胎、仔鱼发育各阶段及成体各组织均被检测。荧光定量RT-PCR结果表明,牙鲆IGFBP-1基因在成鱼肝脏中表达量最高,且在胚胎和仔鱼发育期间具有明显的时期特异性。

高校科研实验室大型仪器平台管理探索

高校科研实验室是进行科学研究工作的重要依托,大型仪器设备多存在和使用于科研实验室。但是目前高校大型仪器平台存在设备重复购置、使用率低、共享程度不高、维持经费不足,绩效考核机制不完善和管理人员不稳定等问题。针对以上现象结合科研实验室大型仪器平台管理实践进行分析,在包括平台仪器管理和建立有效的绩效评估体系等方面提出相关策略,以期有效提高科研大型仪器平台的开放共享和设备利用率。

IGF-Ⅰ及其受体基因在牙鲆胚胎发育过程中的表达图式

胰岛素样生长因子-Ⅰ(insulin-like growth factor Ⅰ,IGF-Ⅰ)是脊椎动物生长发育的重要调控因子,其生物学功能主要通过与其特异的膜受体(IGF-Ⅰ receptor,IGF-IR)结合而调节。因此,IGF-Ⅰ及其受体表达特征的分析对于阐述IGF系统调控的发育过程具有重要的意义。本研究采用荧光实时PCR方法,以不同发育时期的牙鲆(Paralichthys olivaceus)胚胎为材料,分析了胰岛素样生长因子-Ⅰ(IGF-Ⅰ)及其两种受体基因在鱼类胚胎发育过程中的表达图式。结果显示,牙鲆IGF-Ⅰ、IGF-IR-1和IGF-IR-2基因均有母源转录本,且各基因的表达在胚胎发育的不同阶段具有明显的发育性变化。IGF-Ⅰ基因在早期胚胎发育阶段仅有少量的mRNA存在,而合子基因的表达在晶体出现至出膜前阶段逐步增加。两种IGF-Ⅰ受体基因则展现出迥然不同的表达时序。IGF-IR-1基因在受精卵、卵裂及囊胚期的早期胚胎发育中有相对较少的转录本,至原肠期其合子基因强烈表达,且在神经胚、晶体出现、心跳和出膜前各阶段均有高量的表达;相反,IGF-IR-2基因在受精卵至原肠期的早期胚胎中有丰富的转录本,但合子基因的表达在后期胚胎形成中却相对降低,暗示了二者可能在调节牙鲆胚胎发育中起着不同的作用。

低温胁迫对不同品系暗纹东方鲀肠道微生物群落结构的影响

为研究低温下鱼类肠道微生物的多样性,揭示低温胁迫对不同品系暗纹东方鲀Takifugu fasciatus(体质量300 g)肠道微生物群落结构的影响差异,通过持续降低水温,提取耐寒型暗纹东方鲀“中洋1号”(“Zhongyang No.1”)和野生型暗纹东方鲀肠道微生物基因组总DNA,并采用Illumina高通量测序技术检测肠道微生物群落多样性。结果表明:两个品系的暗纹东方鲀肠道内微生物群落组成相似,但丰度不同;“中洋1号”肠道微生物的OTUs、丰富度和多样性均小于野生型暗纹东方鲀,经过长期低温驯化的“中洋1号”肠道微生物种类趋于一致;与野生型暗纹东方鲀相比,“中洋1号”暗纹东方鲀肠道微生物中,弓形杆菌norank_f_Arcobacteraceae、螺旋体属Brevinema细菌相对丰度较高;功能预测显示,“中洋1号”肠道中微生物具有较高的碳水化合物运输与代谢及脂质转运与代谢等功能。研究表明,“中洋1号”肠道微生物多样性低于野生型暗纹东方鲀,随着温度降低,“中洋1号”肠道微生物的多样性也呈现下降趋势,低温对降低鱼类肠道微生物群落多样性组成可能有重要影响。

2种南极鱼多组织的微量元素含量测定分析

为探究2种南极鱼对不同元素的富集差异,采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)方法,对独角雪冰鱼和伯氏肩孔南极鱼的4个组织(皮肤、胃、肠和肌肉)中铁(Fe)、铬(Cr)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)、砷(As)、硒(Se)、镉(Cd)、汞(Hg)9种微量元素进行测定,发现2种南极鱼皮肤中的Cr和Fe存在显著性差异(P<0.05);伯氏肩孔南极鱼胃内的Fe显著高于独角雪冰鱼(P<0.05),Cd结果与之相反;独角雪冰鱼肠组织的Cr、Mn、Cu、As、Se、Cd、Hg均显著高于伯氏肩孔南极鱼(P<0.05),肌肉中的Cr、Cu、As、Se、Cd、Hg同样显著高于伯氏肩孔南极鱼(P<0.05)。与其它海域的鱼类相比,2种南极鱼体内的Cr、As、Cd、Hg、Mn、Fe、Cu含量均高于其它鱼类。此外2种鱼体胃、肠和肌肉组织中较高的As、Cd、Hg积累量都提示,南极部分地区可能已经存在一定程度的重金属污染。

鲤CISH基因克隆鉴定与组织特异性表达分析

克隆得到长度为1685 bp的鲤(Cyprinus carpio)CISH基因(Cytokine inducible SH-2 containing protein,CISH)的cDNA全长序列,开放阅读框(ORF)长666 bp,编码221个氨基酸,预测蛋白质分子量为24.91 ku。鲤CISH基因具有典型的SOCS家族结构特征,含有N区、中央SH2结构域和C端SOCS box结构域。系统进化分析表明,鲤CISH与同属鲤科的草鱼(Ctenopharyngodon idella)和斑马鱼(Danio rerio)的亲缘关系最近。鲤CISH基因的mRNA表达水平在血液中最高,肝脏中最低。嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)刺激后,鲤CISH基因在血液中表达量在12~24 h出现显著上升,在第48小时恢复正常水平,暗示鲤CISH基因在抵抗细菌感染过程中起作用。

南极中山站附近海水微生物多样性和宏基因组分析

以中国第34次南极科考采集的中山站附近海域5个站点海水样品为研究对象,通过Illumina高通量测序,鉴定微生物组成和微生物群落结构,发现中山站取样的海水中变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)最为丰富,其次为蓝细菌(Cyanobacteria),属水平上黄杆菌属(Flavobacterium)和嗜冷杆菌属(Psychrobacter)含量最多,均超过20%。首次在南极海水中发现UBA1315属微生物,功能注释分析显示含有丰富的DNA修复基因,可能有助于适应南极恶劣环境。对中山站和罗斯海上层海水以及南北极不同地理位置海水微生物比较发现,变形菌门、拟杆菌门和蓝细菌在所有海水中普遍存在,变形菌门为优势菌,蓝细菌在南极海水中含量丰富,罗斯海上层海水比中山站海水微生物多样性丰富,且主要菌群丰度不同。初步揭示了中山站附近海域微生物群落组成,为后续进一步研究南极中山站海水微生物资源调查和功能开发研究提供一定的基础数据。

鱼类肠道微生物研究进展

肠道微生物种类和含量丰富,对机体生长发育具有重要影响。鱼类作为脊椎动物的重要组成部分,其生活在水体环境中,肠道微生物容易受到食物、压力、宿主生长发育、环境等影响,同时对机体的营养、生长、和免疫等都有重要作用。本文综述近年来国内外对鱼类肠道微生物的研究进展,阐述鱼类肠道菌群的影响因素、肠道微生物对机体营养代谢、免疫调节等的影响,以期为鱼类等水生动物的生态健康养殖提供理论支撑,推动水产养殖业的可持续发展。

Western印迹法检测IGF-Ⅰ及其受体蛋白在牙鲆仔鱼变态中的表达

利用Western印迹法对胰岛素样生长因子-Ⅰ(insulin-like growth factor-1,IGF-Ⅰ)及其受体(IGF-Ⅰreceptor,IGF-ⅠR)蛋白在牙鲆仔鱼发育变态阶段的表达进行分析。结果显示IGF-Ⅰ蛋白在仔鱼变态前(17 d)和变态起始阶段(21 d)免疫活性较强,而在变态期间降低;IGF-ⅠR蛋白在变态起始阶段的表达与IGF-Ⅰ类似,但在变态期间与IGF-Ⅰ相反,具有相对丰富的表达。这些结果为进一步研究IGF-Ⅰ及其受体在牙鲆变态中的生理意义奠定了基础。

独角雪冰鱼与其他三种南极鱼鳃组织的转录组差异分析

为探究血红蛋白缺失对免疫功能造成的影响,针对一种缺乏血红蛋白和功能性血红细胞的南极独角雪冰鱼(Chionodraco hamatus)和3种具有血红蛋白和血红细胞的南极鱼物种(伯氏肩孔南极鱼(Trematomus bernacchii)、博氏南冰■(Pagothenia borchgrevinki)和革首南极鱼(Notothenia coriiceps))的鳃组织进行转录组测序比较研究。结果表明:在参与比较的7498个基因中,2796个基因在南极冰鱼鳃中呈显著变化,其中,1584个基因在南极冰鱼鳃组织中的表达量显著降低,1212个基因表达量显著上升。差异基因的KEGG Pathway富集分析显示,33条与免疫和低氧相关的通路(如HIF-1信号通路)在南极冰鱼鳃中得到了富集。差异基因的GO富集分析也揭示出南极冰鱼在与免疫功能和红细胞发生相关的多个生物过程GO通路中(如免疫系统发育、稳态过程和造血或淋巴器官发育等)发生了富集。值得一提的是,在南极冰鱼鳃中表达量下降的基因(如gata1a,tfr1a,kmt2a,slc4a1a,myb,alas2,epor,slc25a37和metap2a等)中许多都与免疫功能和红细胞发生相关,这与南极冰鱼血红细胞发生受抑制相一致。可见,独角雪冰鱼与其他三种南极鱼鳃组织在免疫方面基因的表达差异显著,为揭示南极鱼类免疫机制的进化提供了参考资料。