鱼类黑素皮质素受体(MCR)研究进展

黑素皮质素受体(melanocortin receptor,MCR)家族属于最小的G蛋白偶联受体家族之一,具有7个跨膜的α螺旋,在脊索动物生理活动中具有重要作用。在哺乳类及四肢类动物的MCR研究中共发现有5种不同功能的同源基因(MC1R、MC2R、MC3R、MC4R、MC5R),它们在机体色素沉积、摄食行为、能量平衡、类固醇合成和性行为等方面发挥重要功能。近年来,鱼类MCRs的研究逐渐得到学者们的普遍关注,一些鱼类的MCRs亚型相继被克隆,并对其功能进行了分析。鱼类作为脊椎动物进化中较为原始的类群,具有与哺乳动物MCRs相似的保守特征,同时也具有其特殊性。对鱼类MCRs的深入研究有利于揭示MCRs在脊椎动物中的进化规律,掌握MCRs对鱼类生理功能的调控特征,为促进渔业生产提供科学理论基础。本文主要对近年来鱼类MCRs的克隆、分子特征、药理学及生物学功能等方面的研究进展进行简要的综述。

长江短颌鲚耳石Sr/Ca值变化特征及其江海洄游履历

为确证长江刀鲚生殖洄游季节的短颌刀鲚是否为江海洄游个体,采用X射线电子探针微区分析技术(EPMA)研究了2013年4月27日采自长江靖江段的1尾短颌鲚(XGC-A)和1尾长颌鲚(XGC-B)矢耳石的锶(Sr)和钙(Ca)的微化学特征,同时将实验结果与确认是江海洄游型长江刀鲚矢耳石的Sr和Ca的微化学特征进行了比对分析。定量线分析结果显示,短颌鲚和长颌鲚个体的Sr/Ca值均波动显著,不仅具有对应淡水生活的低值(1.59±0.80、1.55±0.74),而且出现了对应于海水生活的高值(4.38±1.33、3.56±0.94),显示出其溯河洄游的履历;耳石元素面分布分析结果同时验证了短颌鲚和长颌鲚均参与江海洄游的事实。研究表明,目前长江中存在参与江海洄游的短颌鲚个体。

精氨酸对团头鲂幼鱼生长、血清游离精氨酸和赖氨酸、血液生化及免疫指标的影响

选用初始体质量为(2.60±0.10)g的团头鲂(Megalobrama amblycephala)幼鱼540尾,随机分为6组,每组3个重复,每个重复30尾鱼,分别投喂精氨酸水平(实测值)为0.83%、1.30%、1.81%、2.35%、2.82%和3.36%(占饲料的质量分数)的6组等氮等能半精制饲料,饲养期为9周,探讨精氨酸对团头鲂幼鱼生长、血清游离精氨酸和赖氨酸、血液生化及免疫指标的影响。实验结果表明,随着饲料中精氨酸水平的增加,团头鲂幼鱼增重率和饲料效率显著升高(P<0.05),均在1.81%组达到最大;随着精氨酸水平的进一步增加,上述指标不再发生显著变化(P>0.05);饲料中精氨酸水平对各组存活率无显著影响(P>0.05)。与对照组(0.83%)相比,1.81%、2.82%和3.36%组团头鲂幼鱼血清中精氨酸含量显著提高(P<0.05),3.36%组血清中赖氨酸含量却显著降低(P<0.05)。与对照组相比,1.30%和1.81%组团头鲂幼鱼血清中谷草转氨酶活性显著降低(P<0.05),1.81%、2.35%、2.82%和3.36%组血清中总蛋白和球蛋白的含量显著提高(P<0.05)。3.36%组团头鲂幼鱼血清中尿素含量显著高于其他各组(P<0.05),但饲料中精氨酸水平对各组血清中谷丙转氨酶活力、葡萄糖和白蛋白含量没有显著影响(P>0.05)。随着饲料中精氨酸水平的增加,团头鲂幼鱼血液中白细胞、红细胞数量和血红蛋白含量都呈先上升后趋于平缓的趋势,其中1.81%组最高;饲料中精氨酸水平对血栓细胞数量无显著影响(P>0.05)。与对照组相比,1.81%和2.35%组显著提高了血清中补体3的含量(P<0.05),却对血清中补体4的含量无显著影响(P>0.05)。添加精氨酸显著(P<0.05)提高了血细胞呼吸爆发活性,同时显著(P<0.05)降低了团头鲂幼鱼感染嗜水气单胞菌后累计死亡率。综上所述,饲料中精氨酸含量为1.81%和2.35%时,团头鲂幼鱼生长、氨基酸吸收以及鱼体的免疫力和抗病原菌感染能力均达到最高。

精养团头鲂池塘沉积物微生物群落的结构特征及组成多样性分析

为了研究精养团头鲂池塘冬季不投饵期间沉积物不同层次细菌群落结构的特征，实验分层次采集池塘沉积物，采用PCR—DGGE（变性梯度凝胶电泳技术）及基因测序技术，对池塘沉积物垂向空间分布的微生物群落特征及多样性的组成进行分析。结果显示：精养团头鲂池塘的整个停饵期间沉积物微生物群落的丰富度（平均为38）和多样性指数（平均为3．18）均较高，说明精养池塘沉积物中微生物数量多、种类丰富。上层（0—10cm）和中层（10～20cm）沉积物的微生物群落Shannon指数（3．29、3．27）略高于下层（20～30cm）的Shannon指数（3．17），底层沉积物样品的指数最小（2．96），说明在底层沉积物中微生物群落结构趋于稳定，菌群多样性变化较小。精养团头鲂池塘的整个停饵期间沉积物样品中上层（0～10cm和10～20cm）微生物的群落结构相似性较高（80％以上），而底下层（20～30cm和30～40cm）与中上层微生物的群落结构相似性较低（63％以上），说明通过微生物群落结构的相似性程度可以大致看出样品的空间顺序。微生物群落组成多样性的结果显示：精养团头鲂池塘沉积物在整个停饵期间包含的菌群分属于8个门：变形菌门（β-、γ-、δ-亚群）（33．33％）、绿弯菌门（19．05％）、拟杆菌门（14．29％）、蓝细菌门（9．52％）、螺旋体门（9．52％）、硝化螺旋菌门（4．76％）、酸杆菌门（4．76％）、厚壁菌门（4．76％）；结果表明变形菌门为精养团头鲂池塘沉积物在停饵期间的优势菌群，δ-变形菌亚群（14．29％）是变形菌门中的优势菌群。本实验以期得到不同种类微生物的分子信息从而为以后筛选有益菌群奠定基础，并为团头鲂精养池塘微生态环境的人工调控提供依据，从而为适时监测养殖生态环境运营状况建立快速的分子生物学分析方法。

吉富罗非鱼与奥利亚罗非鱼自繁与杂交F_1遗传特性与抗病力分析

以吉富罗非鱼与奥利亚罗非鱼为繁育亲本,采用完全双列杂交繁育4组F1,将初始规格基本一致的4组罗非鱼饲养100 d后,运用“加性-显性”遗传分析模型,分析了4组F1罗非鱼8个生长相关性状杂种优势、遗传效应以及与性状间的相关性。结果表明：（1）F1群体平均优势为0.129 4～0.368 4。除尾柄长超亲优势较大外,其他性状的群体超亲优势较小或表现出负向超亲优势。（2）8个性状的广义遗传率（HB）为0.714 2～0.995 3,表明加性效应和显性效应对性状的遗传变异影响极显著（P〈0.01）。除尾柄长外,其他性状的狭义遗传率（HN）介于0.469 4～0.737 9,表明加性遗传方差在表型方差中所占比率较高。（3）体质量、全长、体长、体高、体宽、头长、尾柄长、尾柄高性状之间表型相关在0.776 6～0.999 7范围内,而遗传相关在0.994 1～1.000 0之间,表明这些性状间都存在极显著的正相关。取样结束后,采用3.95×106CFU/m L的海豚链球菌菌液进行腹腔感染,吉富罗非鱼自繁组F1代12 h后出现死亡,而奥利亚罗非鱼自繁组F1192 h后才出现死亡。384 h后,吉富罗非鱼自繁组F1死亡率为40%,正反交组F1分别为20%和23.3%,奥利亚罗非鱼自繁组F1死亡率最低,为6.67%。研究结果表明,除尾柄长外,杂交F1的其他性状不具备超亲优势,然而杂交可以提高选育后代的抗病力。

水飞蓟素对建鲤肝细胞DNA损伤的保护作用及相关细胞因子的影响

为了评价水飞蓟素对建鲤肝组织损伤的保护作用,探索其可能的保肝机制,本研究用含水飞蓟素(0.1、0.5和1.0 g/kg)的饲料饲喂建鲤60 d,再腹腔注射30%四氯化碳(CCl4)植物油混合液,损伤72 h后采集肝组织,分别研究肝指数、肝细胞DNA损伤、肝组织病理切片、核转录因子NF-κB/C-Rel及细胞因子i NOS和IL-1β的mRNA表达量的变化。结果显示,0.5和1.0 g/kg的水飞蓟素能显著抑制CCl4导致的建鲤肝指数增大,同时能有效减少肝细胞DNA断片的产生,对肝细胞彗星的慧尾长、尾部DNA百分含量、尾矩及Olive尾矩等损伤指标均有显著改善作用;水飞蓟素能明显减轻CCl4作用导致的肝组织广泛性空泡变性、细胞轮廓不清、核固缩和核溶解等组织学病变;0.5和1.0 g/kg的水飞蓟素能显著抑制CCl4诱导的NF-κB/C-Rel和i NOS表达量的增加,而低、中、高浓度的药物均能显著下调IL-1β的表达量;随着水飞蓟素浓度的增大,对肝指数、肝细胞DNA损伤、病理切片及细胞因子的mRNA表达的影响均表现出剂量效应。结果表明,水飞蓟素能有效改善肝细胞DNA的损伤程度,其保肝作用可能与抑制NF-κB活化及下调其下游细胞因子i NOS和IL-1β的表达有关。

养殖刀鲚与生长环境菌群PCR-DGGE指纹图谱及多样性分析

为了分析养殖刀鲚体内与生长环境菌群结构,利用PCR-DGGE技术,对养殖刀鲚鳃、胃、肠壁及肠内容物和养殖水体菌群结构进行了初步分析。PCR-DGGE指纹图谱分离显示,42条清晰条带,其中养殖水体(27)、鳃(9)、胃(13)、肠道壁(19)、肠道内容物(18)的香农指数分别为3.037、1.883、2.193、2.825、2.683;养殖水体与刀鲚鳃、胃、肠道壁及肠道内容物分别具有6、9、11、8共有带。UPGMA聚类分析显示,样品3个重复相似度都在95%以上,差异不明显;不同样品之间,养殖刀鲚鳃和胃聚为一支,具有较高的相似度(76%),同时与养殖水体相似度达29%;养殖刀鲚肠道壁和肠道内容物聚为一支,相似度为38%。回收测定所有显示条带,主要包含变形菌、放线菌、拟杆菌、柔膜菌、蓝藻细菌、厚壁菌、梭杆菌及少量未定义菌种。研究表明,PCR-DGGE技术能区分养殖刀鲚主要部位及水体微生物的结构差异和多样性,澄清养殖刀鲚及生长水体微生物区系,可为定植益生菌的开发提供参考。

嗜水气单胞菌在浸泡感染团头鲂的组织动态分布

利用具有绿色荧光蛋白基因标记的嗜水气单胞菌(WJ-8G FP)对团头鲂(Megalobrama amblycephala)进行浸泡攻毒试验,探究温度对浸泡感染后嗜水气单胞菌在团头鲂各组织分布的影响。实验设立A组(水温25℃),B组(水温32℃),C组(水温25℃),其中C组为对照组。用菌株WJ-8G FP对实验组A、B进行浸泡攻毒,试验组C不进行攻毒处理,攻毒后分别于2 h、4 h、8 h、12 h、24 h采集各组鱼血液、脾、肾、鳃、肠道、肌肉,培养法统计分析各组织器官上的荧光细菌数量。实验结果显示,在各取样时间段实验组A(25℃)和实验组B(32℃)团头鲂各组织在均能检测到荧光嗜水气单胞菌,对照组未检测到嗜水气单胞菌;最高菌量出现在鳃,且鳃上嗜水气单胞菌数量显著大于其他组织(P<0.05),其次是脾、肾;组织内的菌量随时间大体呈现先上升后下降的趋势;B实验组中各组织菌量显著大于A实验组(P<0.05)。研究结果表明,鳃是嗜水气单胞菌浸泡感染团头鲂的主要组织器官,与25℃相比较,在水温32℃时团头鲂被嗜水气单胞菌感染的风险更高。

猪血多肽对建鲤抗氧化能力和免疫功能的影响

本试验旨在从体外和体内水平评估猪血多肽(peptides from swine blood,PSB)对建鲤(Cyprinus carpio var.Jian)抗氧化能力和免疫功能的影响。在体外试验中,制备建鲤外周血白细胞和头肾巨噬细胞,然后暴露在含有不同浓度(0、10、20、40、80μg/m L)猪血多肽的培养基中作用24 h,采用WST-1法测定外周血白细胞的增殖能力,氯化硝基四氮唑蓝(NBT)还原法和格里斯(Griess)试剂显色法分别测定头肾巨噬细胞氮呼吸爆发和氧呼吸爆发活性;在体内试验中,分别将0、0.5、1.0、2.0和5.0 g/kg猪血多肽添加到基础饲料中饲喂建鲤,在恒温循环水系统中进行8周的饲养试验,分别在饲喂第1、2、4、8周采集血样,检测血清中生化指标、抗氧化指标及免疫指标的变化。结果表明:在体外试验中,猪血多肽浓度为20、40和80μg/m L时,可以显著或极显著提高建鲤外周血白细胞的增殖能力(P<0.05或P<0.01);猪血多肽浓度为40和80μg/m L时,可以显著或极显著增强建鲤头肾巨噬细胞氮呼吸爆发和氧呼吸爆发活性(P<0.05或P<0.01)。在体内试验中,用添加5.0 g/kg猪血多肽的饲料饲喂建鲤后,第4和8周血清中3种生化指标[白蛋白(ALB)、总蛋白(TP)、碱性磷酸酶(AKP)]含量/活性、3种抗氧化酶[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)]活性和3种免疫因子[白介素-1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、补体4(C4)]含量均显著升高(P<0.05);此外,第8周血清中补体3(C3)含量亦显著升高(P<0.05)。由此得出,猪血多肽能够增强建鲤的抗氧化能力和免疫功能。

水温对刀鲚幼鱼耗氧率、窒息点、血糖及肌肝糖元指标的影响

实验测定了不同水温条件下刀鲚(Coilia nasus)幼鱼的耗氧率和窒息点,并对耗氧率的昼夜变化规律以及水温对刀鲚幼鱼血糖及肌肝糖元指标的影响进行了研究,旨在为刀鲚运输、养殖生产中制定合理的放养密度和养殖工艺提供参考依据。结果表明:在试验水温(16℃～28℃)条件下,刀鲚幼鱼的耗氧率随水温的升高而增大,耗氧率(R)与水温(T)的回归方程为R=0.988T2-32.36T+343.7,相关系数为0.96;刀鲚幼鱼的耗氧率具有昼夜节律性,耗氧高峰出现在7:00,低谷在21:00;刀鲚幼鱼的窒息点与水温显著相关,窒息点A(mg·L-1)与水温T(℃)的回归关系为A=0.9397T0.8001,R2=0.98。刀鲚幼鱼血清中血糖含量在水温16℃～24℃阶段保持相对稳定,血糖含量在17.24～19.79mmol·L-1,肌肉和肝脏糖元含量均呈波浪式变动;但在水温24℃～28℃阶段,血糖含量随水温上升而显著升高,而肌肉和肝脏糖元含量均显著降低。

刀鲚幼鱼消化系统的组织形态学结构

采用光镜和扫描电镜观察长江刀鲚(Coilia nasus)幼鱼消化系统组织形态学结构。结果显示,刀鲚体长,口裂大,含有犬齿状的颌齿和尖锥状的腭齿,具有5对鳃弓,鳃耙长度明显大于鳃丝且表面附着不规则绒毛状细齿;胃呈"Y"型,胃与肠连接处具有16～21个指状环形幽门盲囊;肠为直肠,较短,比肠长为0.241±0.080;肝分为两叶,胰为独立的器官。刀鲚口咽腔为复层鳞状上皮,含有腺体、大量椭圆形黏液细胞、少量杯状细胞及味蕾;胃黏膜都为典型的单层柱状上皮,含有较多由上皮凹陷形成的胃小凹和胃腺;幽门盲囊具有20～25个丰富的褶皱,占满大部分幽门盲囊腔,黏膜层具有微绒毛;中肠黏膜上皮最发达,形成的褶皱细长且连接成网状,单层柱状上皮与复层扁平上皮交替分布。观察结果表明,刀鲚消化系统具有典型肉食性鱼类特征。

日本沼虾几丁质酶1C（MnCht1C）基因的克隆及表达分析

本研究从日本沼虾精巢均一化cDNA文库中筛选到一条MnCht1C表达序列片段（expressed sequence tags,EST）,该序列具有完整的基因编码区,编码区长度为1 473 bp,编码490个氨基酸。MnCht1C编码的蛋白质具有完整的几丁质酶结构,N端的前23个氨基酸为信号肽,第24-406位氨基酸序列为几丁质酶催化结构域（catalytic domain）,第407-433位氨基酸序列为Ser/Thr富含区（S/T-rich linker）,其作用在于连接催化结构域与几丁质结合结构域。qPCR分析MnCht1C在日本沼虾各组织和各发育阶段表达情况,研究发现其主要在肝胰腺、肠、眼柄、表皮、精巢5种组织中表达;幼体发育时期不表达,而直至变态时期才开始表达。MnCht1C在日本沼虾整个蜕壳周期的表达呈波动性,蜕壳中期表达水平最高,随着蜕壳这一生理过程的完成,其表达水平也相应地下降直至蜕壳间期无表达水平检出,随着新一轮蜕壳的进行,其表达水平又开始逐渐升高。本研究结果为研究几丁质酶基因在日本沼虾和其他甲壳动物蜕壳及生殖发育中的作用提供参考。