口虾蛄卵黄蛋白原(Vg)基因的初步研究

为研究口虾蛄Oratosquilla oratoria卵黄蛋白原(vitellogenin,Vg)基因,利用c DNA末端快速扩增(RACE)技术克隆口虾蛄Vg基因c DNA全长序列(Gen Bank登陆号:KR422400),并应用相对实时荧光定量PCR技术检测雌雄口虾蛄不同组织、不同发育时期卵巢Vg mRNA的表达量。结果表明:口虾蛄Vg基因全长7727 bp,其中5'端非编码区为36 bp,开放阅读框(ORF)为7521 bp,3'端非编码区为170 bp,共编码2506个氨基酸;预测的氨基酸序列中存在1个长度为20个氨基酸的信号肽,1个类似于枯草蛋白酶的内切蛋白酶识别位点(RSKR),3个潜在的N-连接糖基化位点,1个在无脊椎和脊椎动物卵黄蛋白原中都比较保守的KALGNVG基序;对其结构域分析表明,口虾蛄Vg蛋白含有4种保守结构域,分别为卵黄蛋白原N端结构域(Vitellogenin_N)、血管性血友病因子(v WFD)和两种未知功能结构域(domain of unknown function)DUF1943与DUF1081;经NCBI BLASTP同源性比较,口虾蛄Vg氨基酸序列与其他甲壳类的相似性为46%~52%;系统发育分析结果显示,口虾蛄Vg单独聚为一支;实时定量PCR结果显示,口虾蛄Vg基因在性腺和肝胰腺中均有表达,在肌肉中均不表达,卵巢中Vg mRNA的表达量显著高于其他组织(P<0.05),且口虾蛄Vg mRNA的相对表达量随着卵巢的发育不断增加(P<0.05),在成熟期时达到最高值,随后显著下降,Vg mRNA表达量在卵巢中的变化规律可以作为了解口虾蛄性腺发育的有效指标。本研究结果为口虾蛄Vg蛋白的功能研究奠定了基础。     

红鳍东方鲀gsdf基因的克隆及表达模式分析

为研究红鳍东方鲀Takifugu rubripes的性别决定因子(gonadal soma derived factor,GSDF),利用c DNA末端快速扩增技术(RACE)首次克隆了红鳍东方鲀gsdf基因(Trgsdf)的c DNA全长序列(Gen Bank登陆号:KR914667)。结果表明:Trgsdf c DNA序列全长为1734 bp,其中5'端非编码区144 bp,开放阅读框648 bp,3'端非编码区942 bp,共编码215个氨基酸;预测的氨基酸序列中存在1个长度为19个氨基酸的信号肽和相同长度的跨膜区,1个N-糖基化位点NST,1个TGF-β家族成员特有的保守结构域;BLAST同源性分析结果显示,红鳍东方鲀GSDF氨基酸序列与其他鱼类的相似性为26%~58%;系统发育分析结果显示,鱼类GSDF单独聚为一支,与TGF-β超家族内的其他成员分开,红鳍东方鲀与青鳉Oryzias latipes GSDF的亲缘关系最近,先聚为一支,后与三斑海猪鱼Halichoeres trimaculatus聚在一起,与矛尾鱼Latimeria menadoensis的GSDF亲缘关系最远;应用RT-PCR技术检测Trgsdf mRNA在雌性和雄性红鳍东方鲀成鱼不同组织中的表达,结果显示,Trgsdf mRNA在卵巢和精巢中高表达,在皮肤和肌肉组织中微量表达,在其他组织中无表达;采用相对实时荧光定量PCR方法比较了成鱼卵巢和精巢中Trgsdf mRNA的表达量,结果显示,Trgsdf mRNA在精巢中的表达量显著高于卵巢(P<0.05),约为卵巢表达量的6倍。研究表明,gsdf基因可能在红鳍东方鲀的性腺尤其是精巢的分化和发育过程中起着重要的作用。     

红鳍东方鲀gsdf基因的克隆及表达模式分析

为研究红鳍东方鲀Takifugu rubripes的性别决定因子(gonadal soma derived factor,GSDF),利用c DNA末端快速扩增技术(RACE)首次克隆了红鳍东方鲀gsdf基因(Trgsdf)的c DNA全长序列(Gen Bank登陆号:KR914667)。结果表明:Trgsdf c DNA序列全长为1734 bp,其中5'端非编码区144 bp,开放阅读框648 bp,3'端非编码区942 bp,共编码215个氨基酸;预测的氨基酸序列中存在1个长度为19个氨基酸的信号肽和相同长度的跨膜区,1个N-糖基化位点NST,1个TGF-β家族成员特有的保守结构域;BLAST同源性分析结果显示,红鳍东方鲀GSDF氨基酸序列与其他鱼类的相似性为26%⁵8%;系统发育分析结果显示,鱼类GSDF单独聚为一支,与TGF-β超家族内的其他成员分开,红鳍东方鲀与青鳉Oryzias latipes GSDF的亲缘关系最近,先聚为一支,后与三斑海猪鱼Halichoeres trimaculatus聚在一起,与矛尾鱼Latimeria menadoensis的GSDF亲缘关系最远;应用RT-PCR技术检测Trgsdf mRNA在雌性和雄性红鳍东方鲀成鱼不同组织中的表达,结果显示,Trgsdf mRNA在卵巢和精巢中高表达,在皮肤和肌肉组织中微量表达,在其他组织中无表达;采用相对实时荧光定量PCR方法比较了成鱼卵巢和精巢中Trgsdf mRNA的表达量,结果显示,Trgsdf mRNA在精巢中的表达量显著高于卵巢(P<0.05),约为卵巢表达量的6倍。研究表明,gsdf基因可能在红鳍东方鲀的性腺尤其是精巢的分化和发育过程中起着重要的作用。     

小体鲟卵透明带家族ZP3亚型和ZPAX基因cDNAs克隆及其组织表达分析

为研究透明带ZP家族在小体鲟Acipenser ruthenus性腺发育、卵子发生等过程中所发挥的作用,采用PCR技术克隆获得小体鲟卵透明带家族ZP3 3种亚型(ArZP3-1、ArZP3-4、ArZP3-5)及ZPAX基因(ArZPAX)cDNA部分序列。结果表明:ArZP3-1部分cDNA序列长度为1029 bp,对应编码342个氨基酸;ArZP3-4部分cDNA序列长度为1191 bp,对应编码397个氨基酸;ArZP3-5部分cDNA序列长度为717 bp,对应编码238个氨基酸;ArZPAX部分cDNA序列长度为733 bp,对应编码243个氨基酸;ArZP3蛋白3种亚型及ArZPAX蛋白氨基酸序列中均含有一个保守的ZP结构域;基于ZP氨基酸序列的系统发育树显示,小体鲟ArZP3蛋白3种亚型与高等鱼类ZP3亲缘关系较近,而ArZPAX蛋白则与哺乳类、鸟类、高等鱼类和爬行类ZPAX亲缘关系均较远;通过半定量RT-PCR进行组织表达特异性分析表明,ArZP3-1基因在小体鲟卵巢、精巢、肝、脑、肾、心、肌肉、鳃中表达,ArZP3-4基因仅在小体鲟卵巢和精巢中表达,而ArZPAX基因在小体鲟卵巢、精巢、肝、肠、肾、脾、心、鳃、脑中均有表达,3个基因在性腺中的表达量均最高,且均具有雌、雄差异性表达特点。     

菲律宾蛤仔RP2基因的克隆及组织表达分析

采用反转录PCR(RT-PCR)与c DNA末端快速克隆(RACE)法首次从壳长为28 mm的菲律宾蛤仔Ruditapes philippinarum外套膜中克隆出RP2基因(Gen Bank登录号:KF826881)。结果表明:RP2基因c DNA序列长度为1158 bp,包括62 bp的5'端非编码区,41 bp的3'端非编码区,开放阅读框1053 bp,编码350个氨基酸;推导的氨基酸序列具有TBCC(57aa¹75aa)和CARP(65aa175aa)和CARP(65aa¹02aa)保守结构域,并为非跨膜糖蛋白;经Blast同源性比较表明,菲律宾蛤仔RP2氨基酸序列与太平洋牡蛎Crassostrea gigas的相似性较高(56%),与高等哺乳动物、鸟类、鱼类、两栖类和节肢动物各模式动物之间的相似性为43%102aa)保守结构域,并为非跨膜糖蛋白;经Blast同源性比较表明,菲律宾蛤仔RP2氨基酸序列与太平洋牡蛎Crassostrea gigas的相似性较高(56%),与高等哺乳动物、鸟类、鱼类、两栖类和节肢动物各模式动物之间的相似性为43%⁵3%,与非洲眼线虫Loa loa的相似性较低(33%);利用实时定量PCR技术检测RP2基因在菲律宾蛤仔不同组织中的表达,结果显示,RP2基因在菲律宾蛤仔雄性性腺中表达量最高,在鳃、水管和外套膜组织中次之,在斧足和闭壳肌中表达量极少,在雌性性腺中无表达。研究表明,RP2基因在菲律宾蛤仔各组织中的表达较为广泛,但不同组织的表达量存在明显差异,本研究结果可为无脊椎动物RP2基因的结构及其功能研究提供基础数据。     

波纹龙虾性腺抑制激素(GIH)基因克隆、表达及其对光周期的响应

为探讨波纹龙虾Panulirus homarus性腺抑制激素(gonad-inhibiting hormone, GIH)基因(PhGIH)的时空表达及其对不同光周期的响应,采用RACE技术克隆获得波纹龙虾眼柄组织GIH全长cDNA序列,通过卵巢颜色与形态、石蜡组织切片和性腺发育指数,比较不同光周期(12L∶12D、13L∶11D和14L∶10D)对波纹龙虾卵巢发育的影响,采用qPCR技术检测波纹龙虾不同卵巢发育时期(增殖期、发育期和成熟期)、不同组织GIH的表达情况及其对光周期的表达响应。结果表明:波纹龙虾GIH的cDNA序列全长为1 206 bp,开放阅读框(ORF)为354 bp,编码117个氨基酸,预测该蛋白质包括39个氨基酸组成的信号肽和78个氨基酸组成的成熟肽,具有高血糖激素家族(CHH家族)Ⅱ型肽激素的典型特征;同源性分析显示,波纹龙虾GIH氨基酸序列与非洲龙虾Jasus lalandii的一致性最高,为56.76%;系统进化分析显示,波纹龙虾GIH与非洲龙虾亲缘关系最近;qPCR结果显示,波纹龙虾GIH在各组织中广泛表达,其中眼柄中表达量最高(P<0.01),GIH在眼柄中的表达量随卵巢成熟而下降;光周期试验显示,采用14L∶10D光周期处理92 d时能更好地促进卵巢发育,波纹龙虾性腺发育指数(GSI)显著升高(P<0.05),其眼柄GIH表达量显著下降(P<0.05),石蜡组织切片观察显示,此时的卵巢为橘红色,以成熟卵母细胞为主。研究表明,波纹龙虾GIH基因可能在波纹龙虾卵巢发育过程中起着重要作用,14L∶10D光周期处理对卵巢发育促进效果最明显。     

西伯利亚鲟MHCⅡβ基因克隆、组织分布及细菌感染后的表达变化

为研究鲟鱼主要组织相容性复合体(Major histocompatibility complex,MHC)基因的分子特征和表达,利用RACE技术克隆获得了西伯利亚鲟Acipernser baerii MHCⅡβ cDNA序列1443 bp,包括开放阅读框(OFR)801 bp,编码184个氨基酸。Blast分析显示,由MHCⅡβcDNA基因推导的氨基酸序列同其他物种的一致性为46%～83%,通过Smart站点分析,该序列具有SMART MHC_Ⅱ_beta结构域、SMART IGc1结构域和跨膜螺旋结构域;实时定量分析表明,正常情况下MHCⅡβ mRNA在西伯利亚鲟10种组织中均有表达,其中脾、头肾和血液中表达量较高,皮肤和肉中表达量极低(P<0.05);感染维氏气单胞菌Aeromonas veronii 40 h后,脾脏中MHCⅡβ mRNA的表达量显著低于未感染的对照组(P<0.05),直至93 h时恢复至对照组水平且有显著性变化(P<0.05)。研究表明,MHCⅡβ基因参与了西伯利亚鲟的免疫反应。     

西伯利亚鲟MHCⅡβ基因克隆、组织分布及细菌感染后的表达变化

为研究鲟鱼主要组织相容性复合体(Major histocompatibility complex,MHC)基因的分子特征和表达,利用RACE技术克隆获得了西伯利亚鲟Acipernser baerii MHCⅡβ cDNA序列1443 bp,包括开放阅读框(OFR)801 bp,编码184个氨基酸。Blast分析显示,由MHCⅡβcDNA基因推导的氨基酸序列同其他物种的一致性为46%～83%,通过Smart站点分析,该序列具有SMART MHC_Ⅱ_beta结构域、SMART IGc1结构域和跨膜螺旋结构域;实时定量分析表明,正常情况下MHCⅡβ mRNA在西伯利亚鲟10种组织中均有表达,其中脾、头肾和血液中表达量较高,皮肤和肉中表达量极低(P<0.05);感染维氏气单胞菌Aeromonas veronii 40 h后,脾脏中MHCⅡβ mRNA的表达量显著低于未感染的对照组(P<0.05),直至93 h时恢复至对照组水平且有显著性变化(P<0.05)。研究表明,MHCⅡβ基因参与了西伯利亚鲟的免疫反应。     

刺参Y-box基因的克隆与表达分析

为了探究Y-box基因在刺参Apostichopus japonicus胚胎发育及性别分化中的作用,根据已有的EST序列,通过RACE技术克隆了刺参Y-box基因的cDNA全长序列,并利用实时定量PCR技术进行了表达模式分析。结果表明:刺参Y-box基因cDNA全长为1 142 bp,5'端UTR为102 bp,3'端UTR为215 bp,开放阅读框(ORF)为825 bp;Y-box基因cDNA全长编码274个氨基酸的前体蛋白,预测蛋白的相对分子质量为31 100,理论等电点为9.46,是亲水性蛋白;刺参Y-box氨基酸序列包含氨基酸N末端结构域、C末端结构域和冷休克结构域(CSD),其中CSD区在Y-box结合蛋白家族中非常保守;刺参Y-box结合蛋白质的二级结构没有α-螺旋和β-折叠,无规则卷曲占87.23%,延伸链占12.77%;刺参与其他物种的Ybox氨基酸的相似度为27%⁴1%,在冷休克区相似度很高,达到75%以上;构建的系统进化树表明,刺参与加州海兔Aplysia californica、栉孔扇贝Chlamys farreri、玻璃海鞘Ciona intestinalis聚为一支,为海洋无脊椎动物;经实时定量PCR检测,Y-box基因在小耳幼体中表达水平最高,且显著高于其他各发育阶段(P<0.05),在雄性性腺中的表达量显著高于雌性性腺(P<0.05)。研究表明,Y-box基因在刺参的胚胎发育及性别分化中发挥重要作用。