刺参4个功能基因的表达分析

为研究刺参Apostichopus japonicus的生长发育,采用实时定量PCR方法,对刺参腱生蛋白基因、胶原蛋白α2基因、整合蛋白αV基因和整合蛋白βL基因等4个候选功能基因不同月龄的组织表达进行了分析。结果表明:刺参12、13、14月龄时,腱生蛋白基因在刺参肠、管足、呼吸树、皮肤、体壁、体腔液细胞、疣足和纵肌等8个组织中均有不同程度的表达,其中在体腔液细胞和呼吸树组织中的表达量较高(P<0.05);胶原蛋白α2基因在刺参管足、呼吸树、体壁、疣足和纵肌组织中的表达量随月龄的增加而逐渐增加,其中在呼吸树组织中表达量最高,在纵肌、疣足、体壁、肠和体腔液细胞等组织中的表达量逐渐降低;整合蛋白αV基因在纵肌组织中的表达量随月龄的增加而逐渐增加;整合蛋白βL基因在皮肤、体壁、疣足和管足组织中的表达量较低。本研究结果为深入研究刺参这4个功能基因提供了参考。     

刺参4个功能基因的表达分析

为研究刺参Apostichopus japonicus的生长发育,采用实时定量PCR方法,对刺参腱生蛋白基因、胶原蛋白α2基因、整合蛋白αV基因和整合蛋白βL基因等4个候选功能基因不同月龄的组织表达进行了分析。结果表明:刺参12、13、14月龄时,腱生蛋白基因在刺参肠、管足、呼吸树、皮肤、体壁、体腔液细胞、疣足和纵肌等8个组织中均有不同程度的表达,其中在体腔液细胞和呼吸树组织中的表达量较高(P<0.05);胶原蛋白α2基因在刺参管足、呼吸树、体壁、疣足和纵肌组织中的表达量随月龄的增加而逐渐增加,其中在呼吸树组织中表达量最高,在纵肌、疣足、体壁、肠和体腔液细胞等组织中的表达量逐渐降低;整合蛋白αV基因在纵肌组织中的表达量随月龄的增加而逐渐增加;整合蛋白βL基因在皮肤、体壁、疣足和管足组织中的表达量较低。本研究结果为深入研究刺参这4个功能基因提供了参考。     

盐度应激下刺参4个转运相关基因的适应表达研究

为研究急性低盐18胁迫对刺参Apostichopus japonicus盐度调节相关基因表达的影响,在实验室条件下,以盐度30为对照组,72 h为1个盐度波动周期,采用荧光定量的方法进行了刺参(16. 93 g±3. 08 g)不同组织不同时间段单羧酸转运蛋白家族16a13 (Monocarboxylate Transporters 13,SLC16a13)基因、单羧酸转运蛋白家族6a8 (Solute Carrier Family 6 Member 8,SLC6a8)基因、甲壳素受体蛋白(Fibrinogen C Domain-Containing Protein 1,FIBCD1)基因和AMPA型谷氨酸受体1 (Glutamate Ionotropic Receptor AMPA Type Subunit 1,Gria1)基因4个与盐度调节有关的基因差异表达分析。结果表明:SLC16a13、SLC6a8、FIBCD1、Gria1基因均在刺参不同组织中检测到且有不同程度的表达,这4个基因在刺参体腔液、肠、呼吸树中均有表达;在6、12、48 h时,刺参体腔液中SLC16a13基因的表达量均显著高于对照组(P <0. 05),在肠组织中,该基因的表达量在1. 5、3 h时与对照组无显著性差异(P> 0. 05),在其余时间点均显著高于对照组(P<0. 05),在72 h时表达量达到最高,在呼吸树组织中,该基因表达量在各时间点均显著上调(P<0. 05),在72 h表达量达到最高;试验过程中,SLC6a8基因在体腔液中的表达量显著高于其他组织(P<0. 05);总体上FIBCD1基因在体腔液中表达最高,在呼吸树中次之,在肠中最低;总体上Gria1基因在肠组织中表达最高,在体腔液中次之,在呼吸树中最低。本研究结果为刺参对环境的适应机制研究提供了数据资料。     

中间球海胆丙酮酸激酶(PK)基因克隆及其对海水酸化的响应

为明确中间球海胆Strongylocentrotus intermedius丙酮酸激酶(Pyruvate kinase,PK)基因(SiPK)的序列特征、组织表达规律及其对海水酸化胁迫的响应方式,采用cDNA末端快速扩增RACE技术方法获得了SiPK的cDNA全长序列,同时探究了该基因在不同海水酸化[自然海水(对照组)、ΔpH=-0.3(SA_1)、ΔpH=-0.4(SA_2)、ΔpH=-0.5(SA_3),ΔpH表示与自然海水pH的差值]胁迫条件下的响应方式。结果表明:中间球海胆PK序列全长为3616 bp,其中,包含一个编码537个氨基酸的开放阅读框(1614 bp)和两个非编码区片段(5′非编码区长度为91 bp,3′非编码区长度为1911 bp);系统进化分析发现,中间球海胆PK氨基酸序列与紫球海胆Strongylocentrotus purpuratus PK的亲缘关系最近;实时荧光定量PCR(qRT-PCR)发现,成体中间球海胆PK基因在4种组织中均有表达,其相对表达量依次为性腺>管足>体腔液>肠;总PK酶活性检测显示,中间球海胆4种组织中的总PK酶活性依次为管足>性腺>体腔液>肠;海水酸化胁迫试验显示,与对照组相比,随着海水酸化程度的加重,中间球海胆肠组织中PK基因的相对表达量呈先极显著降低后极显著升高的趋势(P<0.01),但肠组织中总PK酶活性则呈极显著升高的趋势(P<0.01),性腺组织中PK基因的相对表达量随海水pH的降低而极显著降低(P<0.01),但该组织中总PK酶活性却呈现先升高后降低的趋势(P<0.05),管足和体腔液组织中PK基因的相对表达量和总PK酶活性均随海水pH的降低总体呈降低的趋势(P<0.05)。研究表明,中间球海胆可通过调节PK基因的表达及总PK酶活性响应海水酸化胁迫。     

中间球海胆smad2/3基因克隆、组织表达及其脂多糖刺激响应

为明确中间球海胆Strongylocentrotus intermedius smad2/3基因(命名为Si-smad2/3)信息,初步研究了该基因的序列特征、组织表达模式及脂多糖对其表达的影响,采用RACE技术克隆获得了成体中间球海胆Si-smad2/3基因的全长cDNA序列。结果表明:Si-smad2/3基因的cDNA全长为2146 bp,共编码446个氨基酸;生物信息学分析发现,Si-smad2/3基因所编码的蛋白相对分子质量为50 300,等电点为6.93,属于亲水性非跨膜蛋白;通过与9种已公布物种的smad2/3蛋白氨基酸序列进行多重序列比对和系统进化分析发现,中间球海胆Si-smad2/3蛋白的氨基酸序列与其他真核生物smad2/3蛋白序列具有较高的相似性,与紫球海胆Strongylocentrotus purpuratus smad2/3蛋白的一致性高达96%,符合中间球海胆的分类和进化地位;实时定量PCR(qRT-PCR)检测结果显示,Si-smad2/3基因在中间球海胆不同组织中均有表达,其相对表达量从高到低为体腔细胞>管足>性腺>围口膜>肠>齿间肌;利用脂多糖(LPS,0.1 mg/mL)对中间球海胆进行免疫刺激发现,与对照组相比,LPS刺激后Si-smad2/3基因在中间球海胆体腔细胞、管足和围口膜中均呈先升高后降低的表达趋势,其中,Si-smad2/3基因在中间球海胆体腔细胞中的相对表达量在LPS刺激9 h时达到峰值,管足中表达量在LPS刺激6 h时达到峰值,而围口膜中的表达量在LPS刺激72 h时达到峰值。研究表明,Si-smad2/3可能参与中间球海胆的免疫应答过程且免疫响应具有组织特异性。     

中间球海胆smad2/3基因克隆、组织表达及其脂多糖刺激响应

为明确中间球海胆Strongylocentrotus intermedius smad2/3基因(命名为Si-smad2/3)信息,初步研究了该基因的序列特征、组织表达模式及脂多糖对其表达的影响,采用RACE技术克隆获得了成体中间球海胆Si-smad2/3基因的全长cDNA序列。结果表明:Si-smad2/3基因的cDNA全长为2146 bp,共编码446个氨基酸;生物信息学分析发现,Si-smad2/3基因所编码的蛋白相对分子质量为50 300,等电点为6.93,属于亲水性非跨膜蛋白;通过与9种已公布物种的smad2/3蛋白氨基酸序列进行多重序列比对和系统进化分析发现,中间球海胆Si-smad2/3蛋白的氨基酸序列与其他真核生物smad2/3蛋白序列具有较高的相似性,与紫球海胆Strongylocentrotus purpuratus smad2/3蛋白的一致性高达96%,符合中间球海胆的分类和进化地位;实时定量PCR(qRT-PCR)检测结果显示,Si-smad2/3基因在中间球海胆不同组织中均有表达,其相对表达量从高到低为体腔细胞>管足>性腺>围口膜>肠>齿间肌;利用脂多糖(LPS,0.1 mg/mL)对中间球海胆进行免疫刺激发现,与对照组相比,LPS刺激后Si-smad2/3基因在中间球海胆体腔细胞、管足和围口膜中均呈先升高后降低的表达趋势,其中,Si-smad2/3基因在中间球海胆体腔细胞中的相对表达量在LPS刺激9 h时达到峰值,管足中表达量在LPS刺激6 h时达到峰值,而围口膜中的表达量在LPS刺激72 h时达到峰值。研究表明,Si-smad2/3可能参与中间球海胆的免疫应答过程且免疫响应具有组织特异性。     

用改良的TRIZOL法快速提取仿刺参和中间球海胆的总RNA

用改良的TRIZOL法和普通TRIZOL法分别提取仿刺参Apostichopus japonica体壁、肠、体腔液和中间球海胆Strongylocentrotus intermedius的管足、性腺、齿间肌的总RNA。结果表明:用普通TRIZOL法提取时间长,电泳条带不很清晰,存在降解且各个组织提取的状况不稳定,杂质量多;而用改良TRIZOL法能够快速提取仿刺参、海胆组织的总RNA,电泳后得到的28S rRNA和18S rRNA条带清晰、完整性好、纯度高、得率高,其A/A为2.04².14,总RNA浓度为44.962.14,总RNA浓度为44.96¹15.02 ng/μL。     

饲料中添加蛋氨酸硒对仿刺参幼参存活、生长及免疫指标的影响

在水温为14.0～8.0℃、盐度为31～32和pH为7.5的条件下,将初始体质量为1.30～1.68 g的仿刺参Apostichopus japonicus幼参饲养在塑料水槽(40 L)中,投喂蛋氨酸硒添加量分别为0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mg/kg的饲料60 d,每种饲料设3个重复,每个重复组放15头仿刺参。试验结束后饥饿24h,测定仿刺参体质量的特定生长率(SGR),体腔液中过氧化氢酶(SOD)、超氧化物歧化酶(CAT)、酸性磷酸酶(ACP)的活力,体壁干物质和肠干物质中硒的含量。结果表明:各组仿刺参的成活率为100%;当蛋氨酸硒添加量为0.6 mg/kg时,仿刺参幼参的SGR最大,且显著高于对照组(P<0.05),当硒添加量为1.0 mg/kg时,仿刺参幼参的SGR值最小;当硒添加量为0.6 mg/kg时,仿刺参对饲料干物质和粗蛋白的表观消化率最高,且显著高于对照组(P<0.05);各试验组仿刺参体壁干物质中蛋白质含量均显著高于对照组(P<0.05),且当硒添加量为0.4 mg/kg时,蛋白质含量最高;当硒添加量为0.6 mg/kg时,幼参肠中的硒含量最高,且显著高于对照组(P<0.05),但当硒添加量为0.4 mg/kg时,幼参体壁中的硒含量最高,其次为0.6 mg/kg硒组;除硒添加量为1.0 mg/kg外,各试验组仿刺参体腔液中的SOD、CAT值均显著高于对照组(P<0.05),添加量分别为0.8 mg/kg和0.4 mg/kg时达到最高,其次是0.6 mg/kg组;各试验组仿刺参ACP的活性均显著高于对照组(P<0.05),硒添加量为0.4 mg/kg时达到最高。研究表明,仿刺参幼参饲料中蛋氨酸硒的适宜添加量为0.4～0.6 mg/kg。     

仿刺参体腔液中酚氧化酶活性的分析

在(22±1)℃下抽取体质量为95.0～105.0 g的仿刺参Apostichopus japonicas体腔液,制备体腔液及体腔细胞溶解上清液(CLS),分别测定其酚氧化酶(PO)活性,检测分析不同刺激物(CaCl2、MgCl2、LPS、SDS、Trypsin和甲醇)对酚氧化酶原(proPO)系统的激活效果,并比较了不同规格仿刺参体腔液的酚氧化酶活性。结果表明:仿刺参体腔液中的PO活性个体差异较大,平均为(146.90±55.60)U,体腔液与不同激活剂作用后PO活性均无明显变化;CLS中的PO活性为31.82 U,其在100 mmol/L MgCl2作用后PO活性大幅度提高,proPO比活为43.9 U,CLS与LPS、CaCl2和甲醇作用后PO活性无明显增加,与SDS和Trypsin作用后PO活性表现出一定的抑制。研究表明,仿刺参体腔液中的PO主要存在于体腔液中,CLS中的PO活性较低,proPO主要存在于体腔细胞中,可被Mg2+大幅度激活。52.4～68.5、20.7～24.4、4.9～5.6 g 3种规格的仿刺参体腔液中的PO活性分别为(42.18±7.62)、(34.10±9.28)、(33.29±7.42)U,表明不同规格仿刺参体腔液中的PO活性存在一定差异,总体呈现随规格的增大PO活性增强的趋势,其中100 g左右的仿刺参与3个较小规格的仿刺参体腔液中的PO活性存在显著性差异(P<0.05)。     

刺参温度相关基因在模拟不同海域冬春季水温条件下的表达研究

为探讨不同海域冬春季水温对刺参温度相关基因的表达影响,在实验室内模拟了俄罗斯沿海地区、大连沿海地区、福建沿海地区12月至翌年4月刺参Apostichopus japonicus生长的海水温度,并从已构建的刺参耐寒基因筛选cDNA文库和刺参高温胁迫正反消减cDNA文库中选取了7个差异基因:hsp70、gp96、UQCRFS1、ferritin、lysozyme、mtLSU、proeintl(2)efl,利用实时荧光定量PCR方法研究了这7个基因在3种海域冬春季模拟水温条件下的表达情况。结果表明:3个水温组刺参同一组织中hsp70基因的表达量变化不明显,但在不同组织中的表达量存在差异;模拟福建沿海地区冬春季水温组刺参各组织中gp96基因的表达量整体上均高于其他两个水温组,并且在模拟福建沿海地区冬春季水温组刺参呼吸树中的表达量显著高于该组肠和体壁(P<0.05);模拟俄罗斯沿海地区冬春季水温组刺参各组织中UQCRFS1基因的表达量均高于其他两个水温组;3个水温组刺参各组织中ferritin基因的表达模式及表达量均不相同;3个水温组刺参各组织中lysozyme和proeintl(2)efl两个基因的表达量均在呼吸树中达到最高,且显著高于肠和体壁(P<0.05);3个水温组刺参各组织中mt LSU基因的表达模式基本相同,其表达量均表现为体壁显著高于肠和呼吸树(P<0.05)。