布氏鲳鲹GHRH基因克隆、组织和胚胎表达模式

促生长激素释放激素(growth hormone releasing hormone, GHRH)主要生物学功能是刺激垂体细胞分泌生长激素,已被证实是动物体生长轴的重要调控因子之一,布氏鲳鲹是一种生长快速的海洋鱼类,为了揭示其代谢旺盛的调节机制,本研究从GHRH入手,利用RACE技术和qPCR方法对布氏鲳鲹GHRH基因进行了克隆、组织和胚胎表达模式研究。实验结果显示,布氏鲳鲹GHRH基因cDNA序列全长1019bp,5’UTR、3’UTR长度分别为327 bp和164 bp,开放阅读框528 bp,共编码175个氨基酸;同源性分析结果表明,布氏鲳鲹GHRH基因与其它鲈形目鱼类的同源性在91%以上。布氏鲳鲹GHRH基因的表达区域大多都集中在中枢系统,其中下丘脑表达量最高;GHRH在受精卵期到后续发育过程中均检测到表达,其表达水平在仔鱼期达到最高。序列分析、组织及胚胎表达的结果表明,布氏鲳鲹GHRH的调节模式仍然可能通过下丘脑调节垂体释放GH,GHRH在个体发育的较早阶段即开始发挥作用。本研究掌握了布氏鲳鲹GHRH基因的基本规律,为进一步研究生长轴的调控提供了理论参考。     

布氏鲳鲹GalR1基因的克隆及表达模式

甘丙肽具有多种生理功能,其中包括神经递质的调节释放,影响摄食和参与痛觉感受的调控等,其通过不同类型的受体发挥多种的功能。甘丙肽已知有3种受体:Gal R1、GalR2、GalR3,其中GalR1在促进摄食方面上起着主要作用。布氏鲳鲹是生长速率较高的鱼类,为了研究其摄食和代谢规律,本研究采用RACE技术克隆获得了布氏鲳鯵的Gal R1基因,并采用Real-time PCR技术研究其组织表达模式。实验结果显示,布氏鲳鲹GalR1基因cDNA全长1 772 bp,包括5'非翻译区(UTR)315 bp,3'非翻译区(UTR)407 bp,开放阅读框(ORF)1 050 bp,编码350个氨基酸。同源性分析结果表明,布氏鲳鲹GalR1基因与其它鲈形目鱼类的同源性在92%以上。荧光定量PCR分析显示,布氏鲳鯵GalR1基因的表达区域大多都在中枢系统,其中垂体表达量最高,说明GalR1基因在鲳鲹中仍然是重要的上游摄食调控因子。     

布氏鲳鲹CCK基因的克隆及表达分析

缩胆囊素(cholecystokinin, CCK)已被证实是生物体中一类能抑制食欲的重要的细胞因子,为进一步补充鱼类CCK基因相关的生物信息,本研究利用RACE技术和PCR方法对布氏鲳鲹(Trachinotus blochii)CCK基因进行了克隆和组织表达模式研究。结果表明:布氏鲳鲹CCK基因cDNA序列全长822 bp,5'端、3'端非翻译区(untranslated regions, UTR)长度分别为70 bp和340 bp,开放阅读框(open reading frame, ORF)412 bp,共编码137个氨基酸,其中包括一个信号肽和一个CCK-8肽。预测的蛋白分子量为14.79 kD,理论等电点是5.89。氨基酸序列同源性比对及系统进化树表明,布氏鲳鲹CCK基因与其与同属鲈形目的鰤鱼的同源性最高(91.9%),并且与其聚为一支。实时荧光定量PCR (real time-PCR, RT-PCR)分析显示CCK在布氏鲳鲹的端脑高表达,垂体、肌肉和下丘脑相对表达丰富,肾脏、脾脏、肠和脂肪中低表达,证实了CCK在布氏鲳鲹的神经和消化系统中可能具有重要的调节功能。本研究结果可为今后进一步探讨布氏鲳鲹CCK基因的摄食调控功能提供理论参考。     

卵形鲳鲹组织蛋白酶B基因的克隆及表达分析

为研究卵形鲳鲹(Trachinotus ovatus)组织蛋白酶B(Cathepsin B, CatB)基因的表达特征和功能, 应用RT-PCR和RACE技术获得卵形鲳鲹CatB(TroCatB)基因的全长cDNA。TroCatB cDNA全长为2181 bp。其中5′UTR和3′UTR分别为391和797 bp, ORF为993 bp, 推定编码330个氨基酸残基, 推定分子质量和理论等电点分别为36.37 kD和5.73。蛋白结构预测TroCatB蛋白具有信号肽(1Met-18Ala)、前体肽(25Leu-64Gly)和一个典型木瓜蛋白酶家族半胱氨酸结构域, 含107Cys、277His、297Asn 3个蛋白酶催化活性位点。同源性分析显示TroCatB蛋白与其他脊椎动物的同源性为67.0%—90.9%, 成熟肽区与其他脊椎动物的同源性为73.7%—92.4%。NJ系统发育树显示卵形鲳鲹和其他鱼类聚为一支, 与髙体鰤距离最近。实时荧光定量PCR检测TroCatB基因mRNA在健康卵形鲳鲹各组织中均有表达, 在脾脏中表达最高; 在溶藻弧菌感染后, TroCatB基因在脾脏、头肾组织中的mRNA表达水平显著上调(P<0.05), 脾脏在感染6h后, 其表达量达到峰值, 头肾则是在12h达到峰值。以上结果表明, TroCatB蛋白的结构域和催化活性位点在遗传进化过程中保守, TroCatB基因参与了机体对细菌免疫的相关生理活动, 在卵形鲳鲹先天性免疫防御中发挥重要作用, 为进一步阐明TroCatB在免疫过程中的功能以及其对病原的抗病机理提供参考。     

禁食及进餐前后对布氏鲳鲹缩胆囊素表达的影响

缩胆囊素(cholecystokinin, CCK)是生物体中抑制生物食欲的饱食信号因子,布氏鲳鲹属于摄食代谢十分旺盛的鱼类,揭示其CCK的表达规律能够进一步揭示鲳鲹的代谢机制。本研究开展了布氏鲳鲹禁食及餐前餐后养殖实验,并利用荧光定量PCR技术对布氏鲳鲹的缩胆囊素的表达模式进行了分析。在餐前餐后实验中,结果表明布氏鲳鲹下丘脑中的CCK的表达量在餐后0 h迅速上升达到峰值,随后在餐后1 h、3 h逐渐下降,并在+3 h下降至对照组水平。在禁食实验中,下丘脑中CCK的表达量在禁食阶段逐渐降低并在第5天下降至显著低于对照组,复投喂后在第7天又上升到对照组水平并保持至第11天。布氏鲳鲹CCK的表达对于饱食的信号反馈非常迅速,CCK的高表达与鲳鲹食欲控制相关。本研究结果可以为进一步研究布氏鲳鲹CCK基因的功能及调控提供理论参考。     

棉铃虫羧酸酯酶基因的克隆、序列分析及组织表达

为了从分子水平上研究棉铃虫Helicoverpa armigera (Hübner) 对杀虫剂抗性的产生机理,本文通过RT PCR和RACE方法首次从棉铃虫中肠中克隆了一个羧酸酯酶全长cDNA序列。序列分析表明,该基因包含一个1 794 bp的开放读码框,129 bp的5′UTR和139 bp的3′UTR区域。该基因编码597个氨基酸, 推测编码蛋白质的等电点pI为4.92,分子量为67.1 kD,GenBank登录号为EF547544。通过对氨基酸的同源性分析表明,该羧酸酯酶与斜纹夜蛾Spodoptera litura羧酸酯酶的同源性最高,达60%。半定量RT-PCR分析表明,该基因在中肠组织中表达量最高,在脂肪体和生殖腺中表达量较低,在头部则不表达。推测该羧酸酯酶基因可能主要参与棉铃虫对外源物质的解毒代谢。     

马氏珠母贝前列腺素E合酶2基因PGES-2的克隆与表达分析

前列腺素E合酶2 (prostaglandin E synthase, PGES-2)是一种核周蛋白,是前列腺素E_2(prostaglandin E_2, PGE_2)合成的末段限速酶之一。研究发现,PGES-2通过与上游诱导酶偶合形成通路调节PGE_2产生方式参与有机体炎症反应、神经系统疾病、促进组织溃疡等各种病理生理事件。为探索马氏珠母贝前列腺素E合酶2 (Pinctada fucata martensii, Pm-PGES-2)的序列特征及其表达情况,本实验通过RACE技术克隆出马氏珠母贝PGES-2基因的cDNA全长序列(Pm-PGES-2),并通过生物信息学软件分析该序列的功能结构;运用实时荧光定量技术检测马氏珠母贝PGES-2基因在各组织中的相对表达量。实验结果显示马氏珠母贝PGES-2基因cDNA序列全长1 419 bp,其中开放阅读框993 bp,编码330个氨基酸,非翻译区5 UTR长170 bp,3 UTR长256 bp。荧光定量PCR检测结果显示该基因在肝胰腺中表达量最高,鳃、边缘膜次之,各组织表达量差异具统计学意义(p0.05)。本研究为进一步探究PGES-2在马氏珠母贝中的生物学功能提供研究基础。     

油菜BnHMGB2基因的克隆及表达分析

通过RACE技术从陇油6号油菜中克隆得到了一种新的BnHMGB2基因的cDNA,全长823 bp,其中包括438 bp的开放阅读框,131 bp的5′非翻译区（5′UTR）,253 bp的3′非翻译区（3′UTR）。与拟南芥AtHMGB2的同源性达到了87.4%,因此命名为BnHMGB2(GenBank登录号：JN807314)。该基因编码145个氨基酸的蛋白质,分子量15.9 KDa,等电点为5.63。实时荧光定量PCR结果表明该基因在油菜根、茎、叶、下胚轴均有表达,根中表达量最高。同时,该基因的表达受低温胁迫的诱导,表明该基因在油菜适应低温胁迫的过程中发挥作用。     

油菜BnMKK4全长基因的克隆及表达分析

从‘陇油6号’油菜中克隆得到了一个新的BnMKK4基因的cDNA,全长1317bp,其中包括993bp的开放阅读框,159bp的5’非翻译区（5^1UTR）,165bp的3。非翻译区（3’UTR）。与拟南芥AtMKK4有很高的同源性,因此命名为BnMKK4（GenBank登录号JF268686）。该基因编码330个氨基酸的蛋白质,分子量36．5kDa,等电点为9．01。实时荧光定量PCR结果显示该基因表达受低温胁迫和盐胁迫的诱导,表明该基因在油菜适应低温胁迫和盐胁迫的过程中发挥作用。     

日本蟳高血糖激素基因的克隆与表达分析

通过RACE技术克隆获得日本蟳Charybdis japonica高血糖激素基因（CjCHH）全长cDNA序列;运用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）方法分析该基因的组织差异性表达;利用原核表达技术获得CjCHH重组蛋白。序列分析表明：CjCHH cDNA全长1754 bp,包含111bp的5’末端非编码区（UTR）,423 bp的开放阅读框（ORF）,以及1236 bp的3’UTR,该基因可编码140个氨基酸。序列比对结果显示：CjCHH的成熟肽序列与其它甲壳动物CHH的一致性为41%~88%。系统进化树显示：CjCHH与其它梭子蟹科的CHH聚在一起,这与日本蟳所处的分类地位一致。组织差异性表达研究显示：CjCHH在检测的10个组织中均有表达,其中眼柄中表达量最高,肠和Y-器次之,其余组织表达量较低。成功构建了CjCHH重组表达质粒pET-CHH,并在大肠杆菌（Escherichia coli）中获得了高效表达,重组蛋白的相对分子量约11 kDa,与预测的相对分子质量大小相一致,表达水平在5 h的IPTG诱导过程中呈现上升趋势。     

马氏珠母贝(Pinctada fucata martensii)Pm-HK基因的克隆及其对温度胁迫的响应

己糖激酶(hexokinase, HK)是糖酵解过程中的首个限速酶。本实验利用RACE技术克隆获得了马氏珠母贝HK (Pm-HK)基因,并对其基因和氨基酸序列结构特征进行了生物信息学分析,同时采用荧光定量PCR技术分析了该基因在不同组织的表达模式及不同温度下的时序表达模式。序列分析表明,Pm-HK cDNA序列全长为2 403 bp,其中开放式阅读框1 548 bp,5'UTR 74 bp,3'UTR 781 bp,共编码515个氨基酸,分子量为57.67 kD,理论等电点为6.08。结构域分析发现Pm-HK具有两个完整的保守功能域Hexokinase_1、Hexokinase_2,以及两个Glucose-6-Phosphate结合位点、三个Glucose结合位点,两个ATP结合位点。多序列比对结果表明Pm-HK与太平洋牡蛎HK同源性最高,为81%;系统进化分析发现,Pm-HK与太平洋牡蛎等贝类HK聚为一支。组织表达定量分析结果显示,Pm-HK在马氏珠母贝肝胰腺中显著高表达;对不同温度下鳃组织中Pm-HK的时序表达分析发现,在处理12 h后各时间点低温组(12℃) Pm-HK基因表达水平最高,且均显著高于中低温组(17℃)、对照组(22℃)和高温组(32℃)。以上结果表明Pm-HK可能参与马氏珠母贝的低温胁迫响应。该研究为进一步探索Pm-HK在马氏珠母贝在温度适应性中的作用提供了基础资料。     

藏山羊KLF8基因克隆及组织表达分析

本试验旨在获得藏山羊KLF8基因序列,并分析其生物学特征,同时阐明该基因在不同组织中的表达情况。利用RT-PCR技术克隆藏山羊KLF8基因序列,利用实时荧光定量PCR (quantitative real-time PCR,qPCR)检测其在藏山羊各个组织中的表达丰度。结果表明,获得藏山羊KLF8基因序列1 069 bp,其中包含CDS区1 008 bp,5'UTR序列28 bp和3'UTR序列33 bp,共编码335个氨基酸,为不稳定亲水碱性蛋白。KLF8基因在藏山羊的肺脏组织中表达水平最高,极显著高于其他组织(p<0.01)。本研究为进一步阐明KLF8基因在藏山羊中的生物学功能提供了依据。     

马氏珠母贝(Pinctada fucata martensii)Pm-CTSL基因的克隆及表达分析

组织蛋白酶L (cathepsin L, CTSL)是无脊椎动物体内非特异性免疫的重要组成部分。为了研究马氏珠母贝CTSL (Pm-CTSL)的功能,本实验利用RACE技术克隆获得了Pm-CTSL基因,并对其结构和组织表达模式进行了分析。结果表明,Pm-CTSL基因c DNA序列全长为1 237 bp,其中开放式阅读框957 bp,5'UTR69 bp,3'UTR 211 bp,共编码氨基酸318个。结构域分析发现Pm-CTSL具有CTSL两个典型的结构域Inhibitor_I29和Pept_C1。Pm-CTSL也具有信号肽、保守序列ERFNVN和GNFD、两个潜在的N-糖基化位点和催化活性位点三联体残基(Cys, His和Asn)。多序列比对结果表明Pm-CTSL与太平洋牡蛎的同源性最高,为42%;系统进化分析发现,Pm-CTSL与虾夷扇贝等贝类聚为一支。实时荧光定量分析发现,Pm-CTSL在肝胰腺中显著高表达(p<0.05),表明Pm-CTSL可能参与马氏珠母贝的免疫应答。本研究为进一步探讨CTSL在马氏珠母贝非特异性免疫应答中的作用提供了基础资料。     

马氏珠母贝(Pinctada fucata martensii)细胞粘附分子3(Pm-CAM3)基因的克隆与表达分析

细胞粘附分子3 (cell adhesion molecule 3, CAM3)是免疫球蛋白家族(immunoglobulin family, IgSF)的一员,在细胞黏连、外源病原体的识别等方面具有重要作用。本实验利用末端快速克隆(RACE)技术,克隆获得马氏珠母贝(Pinctada facata martensii)细胞粘附分子3的全长序列(Pm-CAM3),并使用荧光定量PCR(Real-time PCR, q RT-PCR)技术检测了Pm-CAM3在马氏珠母贝不同组织中的表达模式。结果显示,Pm-CAM3基因全长2 245 bp。其中5'UTR 335 bp,3'UTR 166 bp,开放阅读框(ORF)长度为1 744 bp,共编码581个氨基酸;预测其相对分子量为63.21 kD,等电点为5.07,脂溶指数(aliphatic index)为67.21;总平均亲水性(grand averageofhydropathy, GRAVY)为-0.549,属于亲水性蛋白;Pm-CAM3具有跨膜结构域,其胞外区域具有一个Ig SF家族典型的Ig结构域以及一个Ig-like结构域。多序列比对结果显示,Pm-CAM3在物种间的保守性较低,其中Pm-CAM3与太平洋牡蛎的CAM3 (Crassostrea gigas, Cg-CAM3)的氨基酸序列相似性最高,但仅为37%。qRT-PCR分析表明Pm-CAM3在马氏珠母贝的9个组织中均有表达,其中在鳃中的表达量最高(p<0.05)。     

斧文蛤金属硫蛋白基因的克隆与表达分析

金属硫蛋白（Metallothionein,MT）是一类富含半胱氨酸的小分子蛋白质,参与机体重金属解毒、维持金属元素代谢平衡以及清除自由基等生理功能。为了解斧文蛤金属硫蛋白（Ml-MT）的分子生物学特征及其在重金属Cd2+胁迫下的响应机制,本文采用RACE技术从斧文蛤（Meretrix lamarckii）总RNA反转录产物中获得了636 bp的Ml-MT cDNA基因序列。该序列包含65 bp的5非编码区（UTR）和340 bp的3非编码区（UTR）以及231 bp的开放阅读框（ORF）,可编码76个氨基酸;其中半胱氨酸占27%,不含芳香族氨基酸,含16个MT所特有的Cys-Xn-Cys结构,预测的分子量约为7.704 kD,理论等电点7.138。MT氨基酸序列比对分析表明:斧文蛤金属硫蛋白（Ml-MT）与丽文蛤（Meretrix lusoria）的相似性高达88%,与文蛤（Meretrix meretrix）的同源性为87%。实时荧光定量（qRT-PCR）检测MT在斧文蛤5种组织中均有表达,但存在组织特异性,其中内脏团表达量最高,其次依次为鳃丝、闭壳肌、外套膜、斧足。在Cd2+（0.13 mg/L）胁迫0、6h、12h、24h、48h、72h和96h下,斧文蛤内脏团MT呈现出不同程度的上调表达,具体表现为高-低-高-低的波浪式变化,除6h以外,其他时间点均与对照组存在极显著差异（P0.01）。本研究表明:MT基因在维护机体正常生理功能及斧文蛤抵御重金属Cd2+胁迫过程中发挥着重要的分子调控作用。     

大鲵MHCⅡB基因SNP位点筛选及与抗虹彩病毒性状关联分析

主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex, MHC)是位于脊椎动物染色体特定区域,编码主要组织相容性抗原的重要连锁基因群,具有调控细胞识别、激活免疫应答及调节特定病理反应等生理作用。其中,MHCⅡ类基因的多态性最高,是研究遗传、进化以及抗病育种标记的热点基因。然而,在大鲵虹彩病毒感染过程中MHC基因的表达和抗病机制尚不完全明确。本研究以1龄幼鲵作为研究对象,克隆得到MHCⅡB基因cDNA片段共1 010 bp,通过对比易感组和抗病组组织表达谱差异及候选基因序列结构特征,从而筛选抗病相关的SNP位点。结果显示,易感组中MHCⅡB基因在各组织中的m RNA表达量均显著高于抗病组,其中在皮肤组织中表达最高,为(55.715 2±0.01)。对比易感组和抗病组MHCⅡB基因序列信息,共筛选出6个候选SNP位点,占基因总碱基数的0.6%,包括4个转换位点和2个颠换位点。其中5’UTR区有1个,基因编码区有2个,3’UTR区有3个。位于基因编码区214 bp处的G/A颠换(G214A)为同义突变,而611 bp处的A/T转换(A611T)为错义突变,使抗病组该位点的苏氨酸突变为丝氨酸。蛋白质二级结构分析显示,突变后的二级结构中α螺旋增比最大,增幅近20%。本研究结果表明大鲵MHCⅡB基因参与机体虹彩病毒免疫应答过程,其多态性与抗病性状存在一定的关联性。