淡水枝角水蚤(Daphnia pulex)微小RNA(miRNA)的生物信息学发掘与分析

微小RNA(microRNA或miRNA),是广泛存在于多细胞生物及其病毒的一类由22个左右核苷酸组成的内源性非编码RNA,具有转录后水平上的基因表达调控功能。本文在淡水枝角水蚤的全基因组序列的基础上,通过生物信息学方法对淡水枝角水蚤(Daphnia pulex)miRNA进行了发掘,得到miRNA前体(pre-miRNA)252个、可编码262个功能miRNA;发现了6个miRNA簇。8号染色体miRNA的出现频率显著高于其他染色体,而4号染色体miRNA频率明显显著较低。通过与几种两侧对称动物的聚类分析将pre-miRNA归为191个miRNA家族,其中105个家族为淡水枝角水蚤所特有,15个家族为节肢动物门特有。在几种两侧对称动物中,淡水枝角水蚤的miRNA与果蝇最为相似。

蚤状溞(Daphnia pulex)热休克蛋白Hsp90基因的克隆与表达分析

利用RACE技术从蚤状溞(Daphnia pulex)中克隆到Hsp90基因cDNA全长为2568bp,开放阅读框为2155bp,编码718个氨基酸残基,Hsp90蛋白中存在GxxGxG、LxxLL模块(亮氨酸拉链)和C末端的MEEVD序列。同源性比对结果显示蚤状溞Hsp90基因与日本对虾和刀额新对虾的同源性最高为85%,与其它甲壳纲物种的同源性保持在79%及以上。进化分析发现,蚤状溞Hsp90基因与剑水蚤、日本沼虾、红螯相手蟹等甲壳纲的亲缘关系最近。用Real Time PCR技术,检测了Hsp90mRNA在蚤状溞不同生殖状态下的表达水平:Hsp90 mRNA在两性溞(带冬卵)中的表达量明显高于孤雌溞(带夏卵)(P<0.05),且在冬卵中的表达量最低。推测Hsp90可能参与了蚤状溞的生殖转化调控。Hsp90 mRNA在雄溞中的表达量是孤雌溞的2.4倍,说明Hsp90可能参与了精子的形成过程。

蚤状溞(Daphnia pulex)基因组中MDM2/4类似蛋白及其编码基因的特征

【目的】验证蚤状溞基因组是否存在与人类原癌基因MDM2/4同源或相似的基因,为拓展蚤状溞作为模式生物在生物医学领域中的应用奠定基础。【方法】在GenBank中同源搜索蚤状溞MDM2/4基因及其编码蛋白,利用生物信息学工具软件对其基因结构、转录本序列、编码蛋白的性质和结构等进行生物信息学分析。【结果】用BLASTp程序在GenBank蛋白非冗余数据库中对编码的氨基酸序列进行搜索,获得了蚤状溞基因组编码的MDM2/4类似蛋白,并分别命名为DAPPU_mdm2_like和DAPPU_mdm4_like。根据EST序列确定蚤状溞MDM2/4类似基因仅有5个外显子。BLAST比对搜索、亚细胞定位预测、功能结构域分析及同源模建预测结果表明,DAPPU_mdm2_like和DAP-PU_mdm4_like可能是MDM2/4的同源蛋白,DAPPU_mdm2_like的结构功能域含有1个ZnF_RBZ结构域（氨基酸135~159）、1个RING结构域（氨基酸250~290）和RING结构域重叠部分序列形成的另一个ZnF_RBZ结构域（氨基酸269~293）;DAPPU_mdm4_like氨基酸222~263可能是一个RING结构域。利用Needleman-Wunsch双序列全局比对工具比对,发现DAPPU_mdm4_like与DAPPU_mdm2_like具有28.6%的序列一致性和40.4%的相似性。【结论】蚤状溞基因组可能存在MDM2和MDM4的分化。

蚤状蟤(Daphnia pulex) Chk1基因的克隆与表达分析

用RACE技术从蚤状溞（ Daphnia pulex）中克隆到Chk1基因cDNA全长为1767 bp，开放阅读框为1497 bp，编码了498个氨基酸，其结构中存在3个保守的Ser-Gln （ SQ）和Thr-Gln （ TQ）序列。同源性比对结果显示，蚤状溞Chk1基因与丽色扇头蜱、切叶蜂、转基因捕食螨、豌豆长管蚜和黑腹果蝇等的同源性均为51％～55％。进化分析发现，蚤状溞Chk1基因与豌豆长管蚜、切叶蜂、黑腹果蝇、丽色扇头蜱和转基因捕食螨等节肢动物亲缘关系最近。Real Time PCR实验结果表明，Chk1 mRNA在两性溞的表达量显著高于孤雌溞（ P＜0.05），且在休眠卵中表达量最低。推测Chk1基因可能在蚤状溞的生殖转化调控中发挥重要作用。

氨对蚤状溞诱导型反捕食生活史防御的抑制效应

氨是水体中常见且毒性较强的含氮污染物之一,不仅会对水生生物产生直接毒害作用,甚至在不产生直接危害的情况下严重威胁水生生物的种间关系。诱导型防御是猎物应对捕食风险所表现出的典型的适应性响应,是重要的捕食与防御关系。目前,尚不清楚氨是否会干扰猎物诱导型反捕食防御性状的表达。为此,研究选择浮游动物代表性物种蚤状溞(Daphnia pulex)作为受试生物,检验了不同浓度氨对蚤状溞反捕食(鳑鲏鱼作为捕食风险源)生活史防御策略的影响以及处于诱导防御的蚤状溞对氨胁迫敏感性的变化。结果表明,氨会对蚤状溞的生活史表现产生毒害作用,例如,当氨浓度达到0.6 mg·L^(-1)时,首窝产卵时间延迟了4.2 h,成熟体长和尾刺长分别缩短了5.72%和3.74%,后代数量降低了39.7%。就蚤状溞的生活史防御而言,随着氨浓度的升高,蚤状溞响应鱼类捕食风险而表现出的体长减小(-11.13%)、生长速率减缓(-24.18%)、产卵提前等防御表现被明显抑制,并且这种对蚤状溞诱导型防御的抑制作用随着氨暴露时间的延长而累积。此外,经捕食者信息素诱导后形成反捕食防御的蚤状溞更容易受到环境压力的胁迫,即捕食风险会削弱蚤状溞对氨的耐受性。该研究不仅从种间关系的角度揭示了氨的广泛负面效应,同时也为捕食风险下生物个体应对环境胁迫能力的变化提供了新的见解。

温度与盐度对老年低额蚤和蚤状蚤生长及生殖的影响

温度与盐度对老年低额蚤和蚤状蚤生长及生殖的影响王丹丽，李明云，杨天勇，胡章（宁波大学，３１５０１０）关键词老年低额 ，蚤状 ，温度，盐度，生长，生殖ＥＦＦＥＣＴＳＯＦＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥＡＮＤＳＡＬＩＮＩＴＹＯＮＧＲＯＷＴＨＡＮＤＲＥＰＲＯＤＵＣＴ...

不同食物条件下蚤状溞的脂肪酸组成比较研究

在Banta液(牛粪1.5 g+干稻草2 g+沃土20 g+水1000 ml)、酵母、小球藻三种培养条件下,比较研究了蚤状的脂肪酸组成。用GC/MS法分析后结果表明:它们的总脂量变化不大,依次为5.23%、5.46%和6.01%。共检测到15种脂肪酸,其中饱和脂肪酸(SFA)5种,单不饱和脂肪酸(MUFA)4种,多不饱和脂肪酸(PUFA)6种。蚤状以小球藻培养条件下的C 20∶5(EPA)和C 18∶3的含量最高,PUFA占总脂肪酸的34.79%;Banta液组的SFA含量最高,为53.89%;面包酵母组的MUFA含量最高,达60.65%,且富含C 16∶1(n-7)和C 18∶1(n-9),这两种不饱和脂肪酸约占总脂肪酸的56.73%。EPA的含量以小球藻组最高,为14.43%,与自然环境中蚤状的含量相近。酵母组最低,为2.05%。蚤状和其它饵料生物一样,其脂肪酸组成主要随食物特点而变化,也决定于其本身的吸收与合成能力。

角突网纹溞和蚤状溞作为泥鳅开口饵料的可行性研究

在水温(25±1)℃的条件下,以熟蛋黄为对照,研究了角突网纹溞(Ceriodaphnia cornuta)和蚤状溞(Daphnia pulex)作为泥鳅(Missgurnus arguillicaudatus)开口饵料的可行性。试验泥鳅为3日龄仔鱼,全长为(4.23±0.05)mm,体重为(1.21±0.01)mg,试验周期为20 d。结果显示:角突网纹溞组、蚤状溞组及蛋黄组泥鳅仔鱼的成活率分别为59.00%、38.67%和27.00%,三组之间的差异均达极显著水平;角突网纹溞组、蚤状溞组和对照组的泥鳅仔鱼全长分别为(26.43±1.96)mm、(28.30±7.64)mm和(12.74±0.15)mm,体重分别为(148.98±25.50)mg、(158.02±101.41)mg和(19.36±0.83)mg,两试验组间的全长和体重差异不显著,但均与对照组有极显著差异。结果表明,两种枝角类(尤其是角突网纹溞)作为泥鳅仔鱼的开口饵料,能较大幅度地提高泥鳅仔鱼的成活率,且可获得较大规格的鳅苗,在鳅苗的规模化人工繁育中具有较大的应用价值。

水溞基因组P450基因家族的分析

利用水溞基因组mRNA和氨基酸数据库对P450基因进行搜索和分析,结果显示:在水溞基因组中发现71个P450基因,它们分别属于15个P450家族和17个亚家族,是一个典型的多基因家族。以氨基酸相似度大于60%为标准对水溞P450基因进行分组,则71个P450基因中,16个为孤儿基因,不能被归入任何一组;其余55个可归入12个组,其中8个组,包含47条序列适合于正选择和基因转换分析。结果表明:有3个组,含22个基因显著受到正选择压力作用,其中的2个组,含18个基因有正选择概率大于95%的氨基酸位点228E或277T,228E和277T分别位于底物识别位点SRS2和SRS5;有5个组,包含19个基因显示显著的基因转换事件;既显著受到正选择压力作用,又参与基因转换的基因共12个;相反,检测出既没有受到显著的正选择压力作用,又没有基因转换的基因18个。可见,发生基因转换的基因与受到显著正选择的基因有高度的相关性:发生过基因转换的基因中63.2%都受到显著的正选择压力作用,同时,受正选择压力作用的基因中有54.5%发生了基因转换。此外,鉴定出20个不同的基序,其中有5条基序在90%以上的基因中出现。

大型枝角类蚤状溞对小型热带湖泊浮游植物群落影响的研究

2006年4月10日至2006年4月22日,采用原位吊瓶实验的方法,在暨南大学校园明湖中进行了大型枝角类蚤状溞(Daphnia pulex)对浮游植物种群变化和群落结构影响的实验。实验初期,明湖浮游植物群落的组成是以飞燕角甲藻(Ceratium hirundinella)和单角盘星藻(Pediastrum simplex)为优势种。在室内将蚤状溞培养至体长2mm以上,将蚤状溞加入到装满湖水的4.5L的透明瓶中,设置4个梯度:0ind(A,对照),10ind.(B),20ind(C)和30ind(D),每个梯度有3个平行,将实验瓶置于水表层50cm处。12d后实验结束,不同处理之间的浮游植物种群数量和组成有了明显的差异。与对照组相比,飞燕角甲藻和颗粒直链藻(Meclosira granulata)密度在实验组B、C和D中下降明显;小环藻(Cyclotella)和栅藻(Scenedesmus)等小型浮游植物在牧食压力比较大的C和D瓶中密度低于对照组,而在牧食压力相对较低的B瓶中,它们的密度高于对照组,这可能是由于蚤状溞加速了水体的营养盐循环反过来促进这些小型浮游植物的生长。处理组中绿藻门的盘星藻数量没有明显的下降,这与盘星藻不能被浮游动物直接滤食有关。实验结果表明蚤状溞对浮游植物的群落数量和组成的影响程度与其自身的种群密度密切相关,也与浮游植物群落结构有关。由于飞燕角甲藻是一种细胞较大的种类,蚤状溞对它的抑制作用主要是通过机械伤害作用实现的。

生态因子对蚤状溞休眠卵萌发率的影响

蚤状(Daphniapulex)休眠卵在不同生态条件下累积萌发率的结果显示:萌发温度为20℃～25℃时萌发率较高,缺氧保存的休眠卵能够萌发,而有氧保存的不能萌发;曝气自来水作为萌发液萌发率较高,过滤池水较低,而曝气水和休眠卵形成时的原液居于二者之间;休眠卵缺光几乎不能够萌发,萌发率与光照时间长短无关(p>0 05);休眠卵保存大约1个月左右萌发率较高;带水低温萌发率较高,干燥低温次之,常温干燥保存最低.

镉胁迫对蚤状溞的生长及抗氧化酶活力的影响

目的探讨蚤状溞作为指示生物监测镉污染的可行性。方法实验室条件下,研究Cd2+对蚤状溞的生长及总超氧化物歧化酶(T-SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽硫转移酶(GST)活力的影响。结果在亚致死浓度下,低质量浓度(0.0125 mg/L)Cd2+在短时间内对蚤状溞的生长具有促进作用;中、高质量浓度(0.025 mg/L及以上)Cd2+对蚤状溞生长则具有显著的抑制作用。在染毒12 h后3种酶活力各质量浓度组均比对照组有所下降;随着染毒时间的延长(24~72 h),低、中质量浓度组的酶活力呈现先升高再下降的趋势,而高质量浓度组的酶活力则一直低于对照组。结论以蚤状溞作为监测水体环境中Cd2+污染的指示生物是可行的。

酚、苯、重金属离子对溞类的毒性作用

本文研究了酚、苯、重金属对蚤状氵蚤 (Daphniapulex)的毒性作用 ,结果表明间甲酚、邻甲酚、苯酚、对甲酚对蚤状氵蚤的 2 4hLC5 0 值分别为 3 1 .4 3、2 0 .81、4 4.78和 2 7.85·L- 1 ;4 8hLC5 0 值分别为 1 9.92、1 0 .86、2 2 .96和 1 4 .95mg·L- 1 ;1 ,2 ,4三甲苯、苯、对二甲苯对蚤状氵蚤的 2 4hLC5 0 值分别为 59.54、77.3 7、1 3 .4 0mg·L- 1 ;4 8hLC5 0 值分别为 3 7.2 1、3 9.81和 9.4 2mg·L- 1 ;镉 (Cd2 + )、铅 (Pb2 + )、铜 (Cu2 + )对蚤状氵蚤的 2 4hLC5 0 值分别为 0 .1 2 2、0 .1 4 2和 0 .1 98mg·L- 1 ;4 8hLC5 0 值分别为 0 .0 4 3、0 .0 51、0 .1 0 5mg·L- 1 .

镉对蚤状溞的毒性试验

本文研究了金属镉对蚤状(氵蚤)96小时的急性毒性反应。结果表明镉浓度越高,暴露其间时间越长,蚤状(氵蚤)的活动、蜕皮时间、蜕皮次数以及生长所受影响越大。镉对蚤状(氵蚤)24、48、72、96小时的半数致死浓度分别为1.28ppm、0.39ppm、0.21ppm、0.16ppm。用半数致死浓度估算水体Cd^(2+)对蚤状(氵蚤)的安全浓度为0.0016ppm。

微波对蚤状溞耐盐性的诱导作用

在温度25℃±1℃及牛粪 +稻草 +沃土为食物的条件下 ,采用微波辐射方法对蚤状(DaphniapulexLeydig)的耐盐性进行诱导实验 ,观察了分别辐射5,10,15s后蚤状在盐度为2 ,4,6,8,10下的生殖和生存情况。结果表明,经微波辐射诱导后 ,蚤状的生殖上限可从盐度4上升至盐度6 ,在盐度10中最多可存活4h。辐射效果以10s最好。

摄食紫菜粉等4种单一饵料的蚤状溞脂肪酸组成的比较

用GC/MS法分析比较了紫菜粉、小球藻、酵母、Banta液(牛粪1.5g+干稻草2g+沃土20g+水1 000 cm3)4种食物条件下蚤状溞的脂肪酸组成.结果表明:4种食物培养下,蚤状溞的总脂含量依次为39.80、60.10、44.60、52.30mg/g.一共检测出脂肪酸14种,其中8种饱和脂肪酸(SFA),2种单不饱和脂肪酸(MUFA),4种多不饱和脂肪酸(PUFA).紫菜粉培养组与小球藻组PUFA含量显著高于酵母组和Banta液组(p<0.05),占总脂肪酸的1/3以上,酵母组MUFA质量分数最高(p<0.05),达55.73%,Banta液组以SFA质量分数最高(p<0.05),为52.45%.其中紫菜粉组的PUFA中缺乏C18:3,但C20:5(EPA)和C20:4(AA)质量分数高达22.67%和9.02%是小球藻组的1.6倍和4.5倍(p<0.05),而且EPA和AA的实际含量也显著高于小球藻组(p<0.05),达到9.02 mg/g和3.59mg/g;比较得出,紫菜粉培养组的20碳以上必需不饱和脂肪酸含量丰富,明显高于其他3组.本实验证实蚤状溞的脂肪酸组成与食物脂肪酸成正相关.分析认为,用紫菜粉培养枝角类用于海水育苗会取得更佳的营养效果.

定量表达和整体原位杂交研究Doublesex基因在不同生殖状态蚤状溞的表达

为研究doublesex(dsx)基因在不同生殖状态的蚤状溞的时空表达状况,提取不同生殖状态的蚤状溞RNA,采用RT-PCR和Quantitative real-time PCR检测了dsx在不同生殖状态溞体的表达差异,并通过体外转录制备DIG标记的Doublesex的RNA探针;采用整体原位杂交方法研究dsx基因在不同生殖状态的蚤状溞的时空表达状况。结果显示,RT-PCR检测发现dsx在雌雄溞体没有性别特异性的选择性拼接,只有一种相同的转录产物。Real-time PCR显示,dsx在雄溞中表达水平最高,是孤雌溞的2.6倍,两性雌溞的4.9倍,三者之间有显著性差异,表现出性别差异性表达。整体原位杂交发现,在所取样的不同生殖状态溞体中dsx基因也均有表达,但其部位与表达量不同,且在雌雄溞体中表现出性别差异。在雄溞的第一触角和第一胸肢显现得尤为明显,且在复眼中也有表达。孤雌溞和两性雌溞对应部位表达则相对较弱。结果表明,dsx基因很有可能在调控蚤状溞生殖转换和性别分化上起到很大作用。

蚤状溞复眼的形态和超微结构观察

采用电镜技术观察了蚤状溞的复眼,约有22个小眼组成。小眼面为圆形,平均面积为284.58μm^2,蚤状溞每个小眼含14个细胞,其中折光部分含有2个角膜细胞、5个晶体细胞、2个支持细胞；感光部分含有5个小网膜细胞。感杆束较短,上粗下细,横切面显示感杆束不规则,不同细胞伸出的微绒毛在感杆束中形成不同的区域,区域间存在较大空隙。根据蚤状溞复眼的形态和超微结构说明其感光器属于较原始模式。

3种不同水蚤对焦化废水综合毒性的响应分析

为考察不同受试蚤类对典型工业废水毒性的响应差异,以标准模式生物大型蚤(Daphnia magna)、辽宁本地生物隆线蚤(Daphnia carinata)和湖北本地生物蚤状溞(Daphnia pulex)为受试生物,以单一毒物(重铬酸钾)及实际焦化废水为研究对象,考察了3种水蚤作为工业废水受试生物的可行性,以及焦化废水原水和经垂直折流多功能生化反应器(VTBR)处理后出水对不同种水蚤的综合毒性效应。结果表明,3种水蚤均可作为考察行业废水毒性的受试生物,其中蚤状溞相对其他2种水蚤对焦化废水原水及VTBR工艺处理后出水均具有较好的敏感性;模式生物大型蚤较适合作为考察暴露时间对蚤类毒性影响的受试生物。利用不同蚤类对行业废水进行毒性效应分析,不仅可以为选择敏感受试生物提供参考,也可以更准确地反映废水中各种污染物的综合毒性。

蚤状溞在4种毒物胁迫下的运动行为变化研究

文章研究了蚤状溞在4种毒物(Cu^(2+)、Cd^(2+)、三唑磷、莠去津)胁迫下游泳速度、高度、间距以及轨迹等行为参数的变化规律,发现蚤状溞在受到毒害后,其运动行为会发生显著变化:具体表现为蚤状溞的游泳速度在1 h内增加到一个峰值后逐渐下降;除莠去津之外,蚤状溞在其他3种毒物胁迫下的运动高度均受到了抑制;在毒物的胁迫下,蚤状溞均出现了聚集现象;游泳轨迹在高浓度毒物胁迫下波动幅度加大,呈现紊乱状态。在同一毒物不同浓度胁迫下,运动行为响应时间不同,但行为的变化趋势相似。实验表明,与传统溞类生物毒性测试相比,用运动行为变化来监测水质能缩短预警时间50%以上,明显提高预警效率。