基于转录组分析对中国对虾Myostatin基因调控的肌肉生长相关基因的筛选

Myostatin(Mstn)即肌肉生长抑制素,在脊椎动物中是胚胎期肌肉形成和成体肌肉生长的主要调控因子之一,通过抑制肌细胞的扩增和分化而抑制肌肉的生长和发育。为了筛选在中国对虾(Fenneropenaeus chinensis)中Mstn调控的肌肉生长相关的基因,为肌肉生长调控机理奠定基础,本研究利用RNA-Seq技术对PBS对照组和Mstn表达抑制组进行了测序分析。结果显示,Mstn表达被抑制后,共筛选到1657个差异表达基因,其中,805个显著上调,852个显著下调。参考脊椎动物Mstn调控的肌肉生长经典信号通路TGF-β/Smad和MAPK通路及差异基因功能已有报道,初步筛选出29个Mstn调控的与肌肉生长相关的基因。在涉及TGF-β/Smad和MAPK通路的16个基因中,除ActRI被检测到略微上调外,其他基因均表现出不同程度的下调;在另外13个涉及蜕皮、肌肉生长等过程的基因中,促进肌肉生长的基因显示为上调。前期的研究表明,Mstn可能同脊椎动物功能类似,在中国对虾中负向调控肌肉生长,而本研究结果提供了进一步的证据,为阐明对虾的肌肉发育调控机制提供了重要基础。

在线固相萃取-液相色谱-串联质谱法同时检测海水养殖水体中15种药物

采用在线固相萃取-液相色谱-串联质谱联用(On-line SPE-LC-MS/MS)技术,建立海水循环水养殖系统中磺胺类(磺胺甲基异恶唑、磺胺噻唑、磺胺嘧啶、磺胺甲基嘧啶、磺胺二甲嘧啶)、大环内酯类(克拉霉素、脱水红霉素)、喹诺酮类(恩诺沙星、氧氟沙星、诺氟沙星)、四环素类(金霉素、四环素、土霉素)13种抗生素及孔雀石绿、隐色孔雀石绿共15种药物的同时检测方法,为循环水养殖海水中部分有机污染物的检验鉴定提供依据.采用0.1%(V/V)甲酸水溶液和0.1%(V/V)甲酸的乙腈-甲醇(1∶1,V/V)溶液为分析流动相,水样经简单酸化处理后直接进样0.9 mL进行On-line SPE-LCMS/MS检测,经在线固相萃取柱富集后,经过梯度洗脱分离,串联质谱多反应监测模式进行定性、定量分析测定.结果表明,15种目标化合物在1—100 ng·L^(−1)范围内均具有良好的线性响应,方法检出限范围为0.02—1.00 ng·L^(−1),定量限范围为0.06—3.00 ng·L^(−1).采用该方法对山东省烟台市某水产公司2个海水循环水养殖系统的15个点位水样进行了检测.研究表明,在线固相萃取技术实现了样品处理和分析一体化,在一般液相色谱分析基础上缩短了时间,达到常规实验条件下的高通量分析,此方法高效、灵敏、操作简便,可用于海水循环水养殖系统中15种药物的种类和质量浓度的同步测定.

不同规格双齿围沙蚕对沉积物氮磷赋存形态影响分析

沉积物作为养殖系统中氮磷的蓄积库,对养殖水体氮磷水平调控发挥着重要作用,氮磷赋存形态影响其在沉积物中的吸附和释放。为研究双齿围沙蚕(Perinereis aibuhitensis Grube)对海水养殖池塘沉积物氮磷赋存形态的影响,以400 g/m^(2)生物量设计不同规格双齿围沙蚕养殖实验,分别为小规格[(0.7±0.3) g]、中规格[(2.5±0.3) g]和大规格[(4.3±0.3) g]处理组,不放养沙蚕设为对照组,实验周期为45 d,分别于实验初、末期采集不同深度的沉积物,测定其中氮磷各赋存形态的含量。结果显示,不同规格双齿围沙蚕均显著提高了沉积物上、中层离子交换态氮(IEF-N)、弱酸可浸取态氮(WAEF-N)和强碱可浸取态氮(SAEF-N)含量(P<0.05),中、小规格处理组显著降低了沉积物中强氧化剂可浸取态氮(SOEF-N)含量(P<0.05);不同规格双齿围沙蚕均显著提高了沉积物上、中层非磷灰石无机磷(NAIP)含量(P<0.05),中、小规格处理组显著降低了沉积物中有机磷(OP)含量(P<0.05)。本研究表明,中、小规格的双齿围沙蚕可以加速沉积物中有机氮磷的矿化,促进沉积物其他形态氮磷向上迁移,使其更容易分解和释放,进而被水体浮游植物所利用。

桑沟湾海带标准化养殖模式的优势探析

针对桑沟湾养殖海区海带(Laminaria japonica)的超容量养殖现象,研究了该海区中标准化养殖模式和传统养殖模式的海带生长差异。结果显示,在标准化养殖模式下,海带长、宽、平均厚度、湿重、投影面积和特定生长率均高于传统养殖模式,单棵海带重量显著提高,且海带的碳、氮和蛋白质含量明显高于传统养殖模式,海带品质大大提升。养殖后期,标准化养殖海区养殖海带垂直投影面积之和与对应养殖海区面积之比为6.33,而传统养殖模式的比值为9.15;标准化养殖海区海带所处水层下方的光照强度显著高于传统养殖区,海带所处水层的海流流速也高于传统养殖区。研究表明,桑沟湾海带标准化养殖模式使海带养殖密度降低,海带生长速度和品质均得以提高;在标准化养殖模式下,海带重叠较小,接受的光照比传统养殖模式充足;较快的海流使标准化养殖海区营养盐更新速度更快,这两方面可能是导致2种养殖模式下海带生长和品质产生差异的原因。

鞍带石斑鱼isg15基因cDNA克隆及其在虹彩病毒感染下的表达分析

本研究利用PCR和RACE技术首次获得了鞍带石斑鱼(Epinephelus lanceolatus)干扰素刺激基因15(interferon stimulated gene 15,isg15)全长序列。isg15基因序列长为910 bp,包含一个468 bp的开放阅读框,可编码155个氨基酸,预测分子量为17.09 kDa,理论等电点为9.33。保守结构域分析显示,鞍带石斑鱼ISG15蛋白包含2个类似泛素结构域,且C末端具有高度保守的“Leu Arg Leu Arg Gly Gly(LRLRGG)”结构域。序列分析和系统发育分析显示,鞍带石斑鱼与斜带石斑鱼(E.coioides)isg15的相似性最高,为88.24%,与大菱鲆(Scophthalmus maximus)和大黄鱼(Larimichthys crocea)isg15的相似性分别为61.18%和60.59%。采用实时荧光定量PCR技术检测了鞍带石斑鱼健康组织中的isg15表达,以及虹彩病毒(iridovirus)感染后不同时间脾脏和肾脏中的isg15表达变化。结果显示,isg15在血液中的表达量最高,在肝脏、肾脏等组织中的表达量较高。经虹彩病毒感染后,isg15在脾脏和肾脏中的表达显著升高,在72 h到达最高水平,说明isg15在鞍带石斑鱼防御虹彩病毒的过程中发挥着重要作用。对鞍带石斑鱼isg15基因的分析和表达模式的研究,有助于进一步了解isg15基因在硬骨鱼体内的抗病毒调控机制,为鞍带石斑鱼抗病分子育种提供基础数据。

基于微卫星分子标记的凡纳滨对虾商业苗种遗传多样性分析

为研究我国凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)商业苗种的遗传多样性特征,于河北、山东、广东、海南等地采集了6个有代表性的凡纳滨对虾品牌苗种,分别命名为黄骅R、东营M、广州P、广州Z、海南S和海南Z,以8个微卫星标记检测其遗传多样性。结果显示,6个品牌的凡纳滨对虾在8个位点呈现不同程度的多态性,其平均等位基因数(Na)、期望杂合度(He)、观测杂合度(Ho)和多态信息含量(PIC)分别为4.5~9.5、0.516~0.733、0.346~0.550和0.472~0.700,各品牌遗传多样性丰富程度从高到低分别为黄骅R>广州Z>广州P>海南Z>东营M>海南S。哈迪–温伯格平衡(HWE)检验显示,4.17%(2/48)的检测结果表现为显著的偏离(0.01<P<0.05),58.33%(28/48)表现为极显著偏离(P<0.01)。分子变异方差分析(AMOVA)发现,12%的变异来自品牌间,24%的变异来自品牌内个体间,其余64%的变异均来自所有品牌个体。UPGMA聚类分析结果显示,6个品牌的凡纳滨对虾聚为2个明显的分支,广州P和广州Z聚为一支,东营M、黄骅R、海南Z和海南S聚为一支。主成分分析(PCA)结果显示,各品牌凡纳滨对虾无法单独进行聚类。本研究初步分析了当前国内养殖凡纳滨对虾的遗传背景,实验结果可为凡纳滨对虾良种选育提供数据支撑。

半滑舌鳎酪氨酸酶基因(TYR)和多巴色素异构酶基因(DCT)的克隆表达与分析

作为我国鲆鳎鱼类中的一种主要养殖品种,半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)有时会发生无眼侧黑化(Melanism)、有眼侧白化(Albinism)的体色异常现象。本研究克隆了半滑舌鳎体色相关的酪氨酸酶基因(TYR)和多巴色素异构酶基因(DCT)的cDNA序列,并对这2个基因进行系统发育分析和时空表达分析。实验获得了TYR基因编码区cDNA序列长度为1620 bp,编码539个氨基酸;DCT基因编码区cDNA序列长度为1551 bp,编码516个氨基酸。结果显示,TYR和DCT在20日龄前的鱼苗体内表达量较高,尤其是在变态关键时期(15~20日龄)表达量最高,30日龄时的表达量锐减到很低水平;在其他时期的皮肤组织中,这2个基因在有眼侧正常皮肤和无眼侧黑化皮肤的表达量最高,在有眼侧白化皮肤和无眼侧正常皮肤中表达量极低;在其他时期的其他组织中,在眼睛中的表达量最高,其次是肝脏,在脾脏和肌肉中表达量极低。研究表明,TYR和DCT基因是半滑舌鳎无眼侧黑化发生和有眼侧体色维持的关键基因。本研究为查明半滑舌鳎体色异常机制提供了重要依据和参考。

盐碱水环境对脊尾白虾基因组DNA甲基化的影响

为探讨盐碱水环境对脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)基因组DNA甲基化的影响,本研究利用MethylRAD-Seq技术探究了长期盐碱水养殖组(SAS)和正常海水养殖对照组(SW)脊尾白虾鳃组织中的DNA甲基化水平,并对关键通路和基因进行了差异表达分析。结果显示,脊尾白虾鳃组织基因组中CG和CWG位点(W=A或T)分别检测到2347003和416176处甲基化,甲基化普遍存在于基因组的基因间区和内含子区域,共筛选到8805个(8189个CG-DMSs和616个CWG-DMSs)差异甲基化位点,盐碱水环境下DNA甲基化水平略有增强。通过KEGG富集分析发现,DMS所在差异表达基因显著富集在HIF-1信号通路和剪接体通路,通路中hif-p、hk和sf3b1等关键基因在脊尾白虾盐碱水环境适应中可能发挥着重要作用;对SW和SAS组差异甲基化基因(DMG)进行筛选,得到158个CG-DMGs和94个CWG-DMGs,其中,富集到脂质代谢和囊泡介导的转运通路中的DMG最多;此外,有一些DNA甲基化位点与基因表达呈负相关,表明DNA甲基化与基因调控之间存在复杂的联系,大部分基因组DNA甲基化对基因表达有正调控效应。本研究结果首次分析了在盐碱水环境下脊尾白虾鳃组织的DNA甲基化水平特征,为解析甲壳类盐碱水环境适应机制提供了基础信息。

罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)雌雄虾不同形态阈值性状的遗传变异分析

罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)雄虾有四种不同形态:小雄虾(SM)、橙色螯(OC)、蓝色螯(BC)和老蓝色螯(OBC)雄虾;雌虾分为四种:性腺未发育(IF)、性腺成熟(MOF)、抱卵(BF)和已产幼体(SF)的雌虾。已有研究表明不同形态的雌雄虾的体重存在显著差异,为了探讨是否可以对罗氏沼虾不同形态雌雄虾所占比例开展选择来间接提高产量,首次对上述性状的遗传参数及其与收获体重的遗传相关进行了评估。记录了罗氏沼虾核心育种群体两代共计40935尾个体的形态和体重信息,使用父母本育种分析模型和阈值统计模型估计不同形态二分类(0和1)阈值性状在世代间和世代内的遗传参数,并使用两性状模型估计其与体重性状的遗传相关。方差组分估计结果表明,雄、雌虾不同形态阈值性状的遗传力估计值分别为0.08~0.12和0.04~0.22。雄虾形态OC、BC阈值性状与收获体重间为低度正相关(0.01~0.43)。雌虾形态IF、BF、SF阈值性状和收获体重性状之间为中等程度相关(–0.61~0.53)。在我国土塘养殖模式下,罗氏沼虾雌雄个体不同形态阈值性状存在可利用的加性遗传变异,具有较大的改良空间;选择OC形态雄虾并增加其在育种群体中比例,并不会降低其生长速度;选择IF形态雌虾并增加其在育种群体中的比例,可能会降低其生长速度。