半滑舌鳎(Cynoglossussemilaevis)黑色素聚集素受体(MCHR)表达特性及其与无眼侧黑化的关系

利用cDNA末端快速克隆技术(RACE)获得了半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)2种黑色素聚集素受体(MCHR1和MCHR2)的cDNA全长序列,并采用定量PCR技术分析了MCHR mRNA的组织表达特性,研究了其与无眼侧黑化程度的关系。结果显示,半滑舌鳎MCHR1 cDNA序列全长为1685 bp,开放阅读框(ORF)长为1080 bp,编码359个氨基酸,与牙鲆(Paralichthys olivaceus)同源性高达83.3%。系统进化分析显示,半滑舌鳎MCHR1与鳉形目、鲽形目和鲈形目鱼类聚为1个小分支。MCHR2 cDNA序列全长为1626 bp,ORF长为1044 bp,编码347个氨基酸,与鲽形目同源性最高达到90%以上。系统进化分析显示,半滑舌鳎MCHR2与鲽形目、鲈形目鱼类聚为1个小分支。MCHR1 mRNA在鳃中表达量最高,而MCHR2 mRNA在有眼侧皮肤中表达量最高,性腺次之。另外,MCHR1和MCHR2 mRNA在其他组织中均检测到表达,这表明半滑舌鳎黑色素聚集素(MCH)可能通过内分泌方式和各组织中的MCHR介导参与生理调控。不同黑化面积表达分析显示,在无眼侧黑化发生早期,脑垂体中MCHR1 mRNA显著升高,在无眼侧50%黑化组达到峰值,皮肤中MCHR1 mRNA在无眼侧10%黑化组显著升高,其后保持较高水平;脑垂体和皮肤中MCHR2 mRNA表达表现出一致的变化趋势,在无眼侧黑化发生早期都达到峰值,其后逐渐下降至相对较低水平。表明MCHR可能直接或通过其他信号通路参与了半滑舌鳎无眼侧黑化性状的调控过程。

基于皮肤转录组的半滑舌鳎无眼侧黑化相关基因的筛选鉴定

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)作为比目鱼(Pleuronectiformes)中的代表物种,是我国沿海地区重要的海水经济鱼类。半滑舌鳎体色异常的问题长期以来一直困扰着从业者。导致体色变化的原因多种多样,遗传因素是最根本原因。针对半滑舌鳎无眼侧黑化的研究多在环境、营养、生理、常见色素基因克隆等方面展开,新的功能基因挖掘工作欠缺。本研究选取半滑舌鳎不同体色皮肤进行转录组测序,通过差异基因GO和KEGG富集比对分析,在可能的6条黑色素相关的KEGG通路中筛查差异基因并对差异表达最为显著的10个基因进行了实时荧光定量聚合酶链式反应的验证。本研究找出了半滑舌鳎无眼侧黑化表达显著变化的5个功能基因,分别为txndc、alox15b、ptgs2、ptgisPTGIS、atp1a2a(p<0.05)。其中txndc、alox15b、ptgs2、ptgis基因在黑化组中表达水平高于对照组;功能方面,有3个基因均与花生四烯酸(AA)有一定的相关性,这为多不饱和脂肪酸参与半滑舌鳎体色异常的分子调控机制提供了一定的理论支持。

池塘养殖牙鲆(Paralichthysolivaceus)无眼侧体色黑化消褪机理

针对池塘养殖牙鲆(Paralichthys olivaceus)无眼侧体色黑化消褪的现象,本研究从形态、血清和mRNA水平上对其生理学机制进行了研究。光镜观察显示,无眼侧消褪区域的黑色素细胞数量显著少于有眼侧和无眼侧黑化区域(P<0.05),电镜观察发现,无眼侧消褪区域皮肤中黑色素颗粒模糊,黑色素细胞中色素体存在凋亡现象。无眼侧黑化区域消褪过程中,鳞片类型经历了由栉鳞—弱栉鳞—圆鳞转变的过程,栉鳞上硬棘数量也随之减少。无眼侧黑化消褪的牙鲆血清中的黑色素聚集激素(MCH)肽含量显著高于无眼侧正常和无眼侧黑化的牙鲆(P<0.05),但无眼侧体色黑化的牙鲆血清中的黑色素细胞刺激激素(MSH)肽含量显著高于其他2种类型的牙鲆(P<0.05)。基因表达分析显示,无眼侧黑化消褪鱼垂体MCH mRNA表达水平显著高于无眼侧黑化鱼(P<0.05),而垂体POMC1 mRNA表达水平显著低于无眼侧黑化鱼(P<0.05),但都与无眼侧正常鱼无显著差异。研究结果可为阐释池塘养殖牙鲆无眼侧体色黑化调控机制提供理论支持。

半滑舌鳎(Cynoglossussemilaevis)黑色素富集激素基因的克隆和表达

为研究黑色素富集激素基因(MCH)表达调控与半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)无眼侧黑化性状的关系,通过分子克隆获得了半滑舌鳎pMCH2,通过NCBI获得了pMCH1 cDNA序列,分析了pMCH mRNA的组织表达特性,探索了脑垂体和皮肤中的p MCH mRNA表达与无眼侧黑化程度的关系。结果显示,pMCH1 cDNA序列长476 bp,编码134个氨基酸,与鲽形目、鲤形目和鲈形目鱼类的pMCH1氨基酸聚为1个进化分支。pMCH2 cDNA序列全长为626 bp,编码147个氨基酸,与鲽形目和鲀形目鱼类的pMCH2氨基酸聚为1个进化分支。2种MCH mRNA在垂体中表达量最高,同时,MCH1 mRNA在除肌肉外的其他组织中均可检测到表达;MCH2 mRNA在脑、有眼侧皮肤、无眼侧正常皮肤、性腺和鳃组织中也可检测到较高表达。MCH mRNA表达与无眼侧黑化程度的关系分析显示,脑垂体和皮肤中MCH1 mRNA表现出相似的表达变化趋势,都是10%黑化组的表达量最高,而后随黑化程度加大显著降低。对于MCH2而言,无眼侧正常鱼和无眼侧50%黑化鱼的脑垂体中都具有较高的MCH2 mRNA表达水平,但在无眼侧10%黑化组和无眼侧80%黑化组,其表达水平显著降低。皮肤中MCH2表现出随黑化程度加大而显著升高的趋势。本研究结果可为认识MCH基因与半滑舌鳎无眼侧黑化性状的表达调控关系提供基础资料。

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)2种视黄酸受体RARα和RARγ克隆及组织表达特性

利用RT-PCR和RACE方法获得了半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis) 2种视黄酸受体RARα和RARγ的c DNA全长序列,并采用定量PCR技术分析了其组织表达特性。半滑舌鳎RARαc DNA序列全长为1823 bp,编码443个氨基酸;RARγc DNA序列全长为1959 bp,编码489个氨基酸。同源性分析显示,半滑舌鳎RARα和RARγ同源性高达60.8%,与牙鲆(Paralichthys olivaceus)同源性高达97.0%,具有较强的进化保守性。系统进化分析显示,半滑舌鳎RARα和RARγ分别归属于单独的分支,且与其他鱼类聚合成簇。组织表达分析显示,RARαmRNA在肾中表达量最高,而RARγmRNA在脾中表达量最高,RARα和RARγm RNA在其他组织中均有表达,表明半滑舌鳎2种RAR都可能参与多种生理过程调控。半滑舌鳎2种RARm RNA在有眼侧皮肤、无眼侧黑化皮肤和无眼侧正常皮肤中的表达量依次升高,且发现RARα在正常有眼侧皮肤的表达高于RARγ,而RARγ在无眼侧正常皮肤中的表达显著高于RARα,无眼侧黑化皮肤中RARα表达高于RARγ。RAR基因在有眼侧和无眼侧皮肤组织中的差异表达可能和RA/RAR系统调节体色有关。