凡纳滨对虾ANT2 基因的克隆及低温表达谱分析

为研究凡纳滨对虾适应低温的分子机理, 实验对从低温处理凡纳滨对虾抑制性消减文库中筛选出的一个360 bp EST 序列进行了研究。首先, 同源比对显示该EST 片段与其他物种的ANT2 基因高度同源, 命名为凡纳滨对虾ANT2 基因(LVANT2); 其次, 通过构建凡纳滨对虾肝胰腺全长cDNA 文库, PCR 扩增获得LVANT2 基因的全长cDNA1540 bp, 其中包括1011 bp 的完整开放阅读框, 编码336 个氨基酸残基。然后, 对基因进行了不同组织和低温处理的表达谱分析: (1)组织表达谱的结果显示, 该基因在凡纳滨对虾肌肉组织中表达量最高; (2)在不同低温处理下的表达结果显示, 该基因在15℃处理下基因表达量发生显著变化, 13℃开始呈下调表达, 11℃时表达量又升高; 13℃低温处理不同时间发现该基因在12h 内表达量发生显著变化,48h 后表达量最高。LVANT2 基因的低温诱导表达模式说明其可能在凡纳滨对虾低温适应中发挥作用       

凡纳滨对虾TCP-1-Beta基因的克隆及其与耐寒性状的相关性

为研究凡纳滨对虾耐寒性状的分子机理,研究克隆了凡纳滨对虾耐寒相关基因TCP-1-Beta并对其与耐寒性状的关系进行了研究.根据电子克隆所得序列设计引物,采用RT-PCR方法克隆得到长1691 bp的凡纳滨对虾TCP-1-Beta基因序列,其中包括1608 bp的完整开放阅读框,编码535个氨基酸残基.然后,运用荧光定量PCR对TCP-1-Beta基因进行时空表达谱的分析:组织表达谱的结果显示,该基因在凡纳滨对虾肝胰腺组织中表达量最高;不同低温处理下的表达结果显示,在28℃和15℃处理下基因表达量无显著变化,13℃开始呈上调表达,11℃时表达量升高;13℃低温处理发现该基因在24h内表达量无显著变化,但36h后表达量显著升高.采用PCR-RFLP方法对216尾凡纳滨对虾TCP-1-Beta基因进行了SNP多态性检测,并将其与耐寒性状进行了关联分析.在该基因编码区第420碱基上发现G/A突变,方差分析结果表明该位点的不同基因型与耐寒力指标CDH值相关(P＜0.05),其中GG基因型的耐寒能力比AA基因型强.     

凡纳滨对虾MT基因序列及其在卵巢发育和低温胁迫中的表达分析

在低温处理仔虾全长cDNA文库的筛选测序中, 获得凡纳滨对虾(Litopenaeus vannmei)金属硫蛋白基因全长cDNA序列, 该序列含有425个碱基, 包含177 bp开放阅读框, 上游98 bp的非编码区及下游150 bp 的非编码区, 编码58个氨基酸, 其中半胱氨酸含量丰富, 富含金属硫蛋白典型的Cys-X(1-3)-Cys 结构。多序列比对表明, 凡纳滨对虾MT蛋白序列与美洲螯龙虾(Homarus americanus)MT蛋白序列具最高同源性72.4%。Real-time PCR结果表明, 凡纳滨对虾MT基因在卵巢组织中呈优势表达, 在不同发育期的卵巢中的表达量都很高, 在低温处理凡纳滨对虾肝胰腺组织中上调表达。实验所得结果为研究凡纳滨对虾金属硫蛋白基因在生殖发育和低温应激中的功能提供了参考。       

凡纳滨对虾TCP-1-eta基因的克隆及与耐寒性状的相关性

为研究凡纳滨对虾耐寒性状的分子机理,文章克隆了凡纳滨对虾的耐寒相关基因TCP-1-eta并对其与耐寒性状的关系进行了研究。首先,根据电子克隆所得序列设计引物,采用RT-PCR方法克隆得到长1 705 bp的TCP-1-eta基因序列,其中包括1 629 bp的完整开放阅读框,编码542个氨基酸残基。然后,运用荧光定量PCR对TCP-1-eta基因进行时空表达谱的分析:(1)组织表达分析结果显示,该基因在凡纳滨对虾肌肉组织中表达量最高;(2)不同低温处理下的表达结果显示,该基因在15℃开始呈上调表达,13℃时表达量最高;(3)13℃低温处理的表达结果显示,该基因在36 h内呈小幅上调表达,但36 h后表达量显著升高,48 h表达量达到0 h的150倍。进一步采用PCR-RFLP方法对216只凡纳滨对虾TCP-1-eta基因进行了SNP多态性检测,并将其与耐寒性状进行了关联分析。在该基因编码区第731碱基上发现C/T突变,方差分析结果表明该位点的不同基因型与耐寒力指标CDH(Cooling-degree hours)值相关(P<0.05),其中CC基因型的耐寒能力比TT基因型强。     

低温诱导型凡纳滨对虾DEAD-box RNA解旋酶基因的克隆与表达分析

为研究凡纳滨对虾耐寒性状的分子基础, 克隆鉴定了凡纳滨对虾DEAD-box RNA解旋酶的同源基因。根据差减文库中筛选到的一个低温上调表达的DEAD-box RNA解旋酶基因片段, 通过RACE PCR扩增获得两条高度相似的cDNA全长序列, 两条cDNA均为1430 bp, 包含139 bp 5'UTR、79 bp 3'UTR和1212 bp 开放阅读框, 编码403个氨基酸残基。Blast比对结果显示, 两条cDNA与其他物种的DDX5相似性最高, 推测为凡纳滨对虾DDX5基因的两个变异体, 分别命名为LvDDX5variant A (LvDDX5A)和LvDDX5variant B (LvDDX5B), 在系统进化树中, LvDDX5A和LvDDX5B聚为最近的一支, 并与虾类DDX5、文昌鱼DDX、贝类的DDX5距离较近。Real-time PCR分析结果显示, LvDDX5A和LvDDX5B都呈多组织遍在表达, 在精巢、鳃、肠、肌肉和卵巢中,LvDDX5B表达量高于LvDDX5A, 而在肝胰腺中LvDDX5A表达量高于LvDDX5B。在低温胁迫对虾肝胰腺和心中, LvDDX5A呈上调表达而LvDDX5B表达量无明显变化。进一步对LvDDX5A在不同低温条件胁迫对虾的肝胰腺中表达变化进行了分析。结果显示, LvDDX5A在18℃、15℃、13℃和11℃低温胁迫36h均被诱导表达,并随着15℃和13℃低温胁迫时间的增加呈先上升后下降的表达模式, 在48h达到峰值, LvDDX5A的低温诱导表达模式暗示其可能是在凡纳滨对虾低温适应中发挥作用的剪接体。     

凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)Wnt9α基因的克隆与表达分析

Wnt信号通路已被证实在细胞增殖分化、胚胎发育等多方面起重要作用,Wnt基因家族是重要的调节因子。为了了解更多的无脊椎动物Wnt基因相关的信息,本研究首次克隆并鉴定了凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)中的Wnt9α基因,命名为Lv Wnt9α,其基因全长c DNA为1 845 bp,包含长度为1 383 bp的开放阅读框(open reading frame,ORF),编码460个氨基酸,包括一个信号肽和一个Wnt1结构域。实时荧光定量PCR(RT-PCR)分析表明Lv Wnt9α在被检测的所有组织中都有表达,其中在眼柄、肝胰腺、后盲囊、胃的表达量较高。白斑综合征病毒(white spot syndrome virus,WSSV)感染后,凡纳滨对虾血液中Lv Wnt9α基因的表达量呈先上升后下降趋势,在感染后48 h达到最高。革兰氏阴性菌副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)和革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)感染后,凡纳滨对虾血细胞中Lv Wnt9α基因表达量均在24 h达到最高水平,分别为对照组表达量的6.8倍和6.2倍。所有实验结果表明,Lv Wnt9α基因可能参与凡纳滨对虾先天性免疫应答途径。     

中华绒螯蟹水通道蛋白11基因克隆及表达分析

为研究水通道蛋白11基因(AQP11)在中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)生长蜕壳过程中的功能作用,采用RACE技术克隆获得中华绒螯蟹水通道蛋白11基因cDNA全长序列.该序列总长为1 746bp,5'端和3'端非编码区分别为463 bp和476 bp,开放阅读框为807 bp,推测编码268个氨基酸,预测分子量29.46 kDa,理论等电点为5.38.生物学信息分析表明,AQP11含有4个跨膜区(第62～84,第159～181,第194～216,第231～250)和2个NPV单元,属于稳定蛋白;同源性和进化树分析表明,中华绒螯蟹AQP11氨基酸序列与凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)的同源性最高(82.0％),与凡纳滨对虾的聚为一支,与甲壳动物的亲缘关系最近.实时荧光定量PCR(RT-qPCR)的检测显示,AQP11基因在中华绒螯蟹各组织中均有表达,其中在肠道中表达量最高,其次是脑、肌肉和胸神经节,在肝胰腺、鳃和血中表达量最低.研究发现,AQP11基因在中华绒螯蟹肠道中的表达呈现,在蜕壳间期(C期)和蜕壳前期(D期)过程中表达量均较低,在蜕壳期(E期)表达量开始上升,蜕壳后期(AB期)表达量不变.AQP11基因在肌肉中的表达呈现,蜕壳间期(C期)表达量低,蜕壳前期(D期)表达量开始上升,蜕壳期(E期)达到峰值,随后到蜕壳后期(AB期)下降.研究结果表明,中华绒螯蟹AQP11基因在其蜕壳过程中发挥着重要的作用.     

凡纳滨对虾DNaseⅠ基因的克隆及原核表达

利用RT-PCR和RACE技术,从凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)肝胰腺中克隆了DNaseⅠ基因的全长cDNA序列。该序列全长1614bp,包含1209bp的开放阅读框,编码一个含403个氨基酸的蛋白;5′非翻译区为116bp,3′非翻译区为289bp。实时定量PCR分析结果表明,DNaseⅠ基因在肝胰腺的表达量是其他器官表达量的16～162倍,表明凡纳滨对虾DNaseⅠ基因属于胰腺型表达。本研究还利用酶切重组构建原核表达载体,并在大肠杆菌(Escherichia coli)中成功表达出了有活性的重组DNaseⅠ蛋白。     

凡纳滨对虾输入蛋白α4基因的克隆及表达分析

输入蛋白α(importinα)是核转运蛋白家族中的重要成员,在帮助有核定位信号的蛋白质的入核中起到了至关重要的作用,然而在对虾中,还没有输入蛋白α家族的成员被发现。本研究首次克隆并鉴定了一种凡纳滨对虾中的importinα基因,命名为Lv IMα4,其基因全长c DNA为2 147 bp,包含长度为1 572 bp的开放阅读框(open reading frame,ORF),编码524个氨基酸,包括一个N端的输入蛋白β结合(importin-β-binding,IBB)域和一个包含8个串联重复序列(tandem armadillo,ARM)的核定位信号(nuclear location signal,NLS)中央结合结构域。实时荧光定量PCR(RT-PCR)分析表明Lv IMα4在被测试的所有组织中都有表达,其中在表皮、胃、神经、肌肉和肠中的表达量较高。白斑综合征病毒(white spot syndrome virus,WSSV)感染后,凡纳滨对虾血液中Lv IMα4基因的表达量呈先下降后上升趋势,在感染后12 h降至最低,随后逐渐升高,在感染后72 h达到最高水平。副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)感染后凡纳滨对虾血细胞中Lv IMα4基因表达量都低于对照组,24 h达到最低水平,为对照组的0.34倍。所有实验结果表明,Lv IMα4基因可能参与凡纳滨对虾抗病免疫应答途径。     

凡纳滨对虾细胞色素P450(CYP370C2)基因的克隆与表达分析

细胞色素P450(CYP)酶系在机体的毒素、污染物和药物等代谢过程中发挥着重要作用,为深入了解对虾CYP基因的结构和功能,采用c DNA末端快速克隆技术得到凡纳滨对虾Litopenaeus vannamei CYP家族基因CYP370C2的全长c DNA序列,共1 745 bp,包含1个1 464 bp的开放阅读框,编码487个氨基酸。CYP370C2基因序列中具有CYP蛋白特有的血红素结合区、Ⅰ螺旋保守区、C螺旋保守区和K螺旋保守区。同源性比对结果显示,凡纳滨对虾CYP370C2基因序列与三疣梭子蟹Portunus trituberculatus的CYP基因相似度最高,为64%。CYP370C2基因在所有检测的组织中均有表达,在肝胰腺中的表达量最高,鳃和肠道次之。在48 h的氨氮胁迫试验中,胁迫24 h后,肝胰腺和鳃中的CYP370C2基因相对表达量与对照组相比均显著上调,分别在48 h和24 h达到峰值。脂多糖(LPS)注射后,CYP370C2基因在肝胰腺中的相对表达量在3 h开始显著上升,在12 h达到最大值; CYP370C2基因在鳃中的表达在LPS注射后的3 h和6 h被显著抑制,12 h恢复至对照组水平,随后在24 h和48 h显著上调。这些实验结果显示,CYP370C2基因参与了氨氮胁迫响应和LPS刺激响应,表明CYP370C2基因可能在凡纳滨对虾抗环境胁迫和抗病原体的免疫防御过程中均发挥重要作用。