脊尾白虾血蓝蛋白大亚基基因的克隆及表达分析

应用RACE技术克隆脊尾白虾血蓝蛋白大亚基基因, 并通过攻毒实验揭示脊尾白虾血蓝蛋白基因的先天免疫防御作用, 为脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)的免疫防治研究提供依据和思路。研究成功克隆了脊尾白虾血蓝蛋白大亚基基因全长cDNA序列, 该大亚基cDNA全长 2192 bp, 开放式阅读框长 2034 bp, 5′非编码区长 21 bp, 3′非编码区长 137 bp, 将该基因命名为 EcHcL。EcHcL编码 667 个氨基酸, 前 21 个氨基酸组成信号肽, 推测成熟肽的分子量为 78.5 kD。Blast比对结果显示, 由脊尾白虾血蓝蛋白EcHcL序列推导的氨基酸序列与日本沼虾、凡纳滨对虾血蓝蛋白氨基酸序列的同源性分别达到 87%、73%, 其M结构域氨基酸序列与斑节对虾、日本对虾等物种同源性性高达 90% 左右, 由此推断该cDNA序列属于血蓝蛋白家族。组织表达分析结果显示, EcHcL基因在脊尾白虾鳃、卵巢、肝胰腺、心脏、肠、肌肉、胃、腹神经节、眼柄、血细胞中均有表达, 肝胰腺中相对表达量最高。Real-time PCR分析发现EcHcL基因在金黄色葡萄球菌、副溶血弧菌和对虾白斑综合征病毒(WSSV)感染后脊尾白虾肝胰腺和血细胞中的表达量显著增加, 并具有不同的时空表达模式, 推测脊尾白虾EcHcL基因在免疫防御中具有重要作用。     

马氏珠母贝Caspase-3基因克隆和组织表达分析

半胱氨酸蛋白酶3 (Caspase-3)作为细胞凋亡通路中重要的效应蛋白,在细胞凋亡过程中发挥着重要作用.为初步探究马氏珠母贝Caspase-3(PmCaspase-3)的生物学功能,本研究利用cDNA末端快速扩增(RACE)技术克隆获得PmCaspase-3基因cDNA的全长序列并对其序列特征进行分析;同时利用实时荧光定量PCR (RT-qPCR)方法分析了PmCaspase-3基因mRNA在马氏珠母贝不同组织和不同发育时期的表达差异.结果 显示,PmCaspase-3基因cDNA全长为2233 bp,其中5'端非编码区长度为80 bp,3'端非编码长度为31 bp,开放阅读框长度为2088 bp,共编码695个氨基酸;生物信息学分析显示,PmCaspase-3含有Caspase家族特有的CASc结构域和半胱氨酸蛋白酶家族p20、p10活性位点以及多种磷酸化位点,经进化分析以及多序列比对可知与其他物种Caspase-3蛋白同源性较高.RT-qPCR结果表明,PmCaspase-3在肝胰腺中的表达量最高,在闭壳肌中的表达量最低;在发育过程中D型幼虫期和眼点期的表达量较高.     

棉铃虫酚氧化酶原基因的克隆、序列分析和组织表达

利用RT-PCR和RACE方法,获得了棉铃虫Helicoverpa armigera酚氧化酶原(prophenoloxidase,PPO)基因一个亚型cDNA的完整序列。该序列全长2 405 bp,含有一个2 097 bp的开放阅读框,编码一个由698个氨基酸残基组成的蛋白质。推导的氨基酸序列与其他鳞翅目昆虫PPO2基因相应氨基酸序列有较高的同源性(76％～80％),同时该序列具有铜离子结合位点等PPO基因所具有的典型特征。组织特异性表达分析表明,该基因在棉铃虫血细胞、体壁和中肠中均有表达。     

脊尾白虾2种血蓝蛋白大亚基变体的克隆及功能分析

为了探究血蓝蛋白的分子多样性, 对脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)血蓝蛋白大亚基变体进行了研究。基于脊尾白虾转录组文库血蓝蛋白大亚基变体EcHcL1和2序列, 利用RACE和生物信息学技术, 对2种变体进行全长cDNA扩增和序列分析。结果发现EcHcL1和2 cDNA 全长分别为2239和2132 bp, 编码685和676个氨基酸。EcHcL1和2氨基酸序列在进化上相对保守, 且均具有血蓝蛋白的典型结构域, 包括铜离子结合区域、保守His位点和Ig-like区等, 其中EcHcL1多了一个酪氨酸酶结构域, 推测可能与色素代谢及酚氧化酶活性有关。组织表达分布结果显示EcHcL1和2在血细胞、肝胰腺、肠、腹神经节、心脏、卵巢、眼柄、胃、鳃和肌肉等组织中均有表达, 且均在肝胰腺和血细胞中表达较高。采用Real-time PCR方法对病原感染后2种变体的mRNA表达情况进行分析。结果发现, EcHcL1在金黄色葡萄球菌、副溶血弧菌和白斑综合征病毒(WSSV)胁迫脊尾白虾12—48h中出现较高表达量, 最高表达量约为对照组的1.5—4倍; EcHcL2在胁迫后24—48h后, 与对照组相比, 表达量约上升2—9倍。由此说明, 脊尾白虾血蓝蛋白大亚基变体与免疫防御密切相关, 可能在抵抗病原微生物感染中发挥作用。     

丽蝇蛹集金小蜂气味结合蛋白基因的克隆与序列分析

利用RACE技术,首次从丽蝇蛹集金小蜂Nasonia vitripennis中克隆获得一个气味结合蛋白全长cDNA序列.该基因全长553 bp,开放阅读框411 bp,3'和5'端非编码序列分别为13 bp和129 bp.其推导的氨基酸序列编码136个氨基酸,推测编码蛋白质的分子量为15.4 kDa,等电点为8.76.同源性比对分析发现,丽蝇蛹集金小蜂气味结合蛋白基因与现已报道的其它昆虫气味结合蛋白基因在氨基酸水平上的相似性均低于30%,拥有6个保守半胱氨酸位点等气味结合蛋白所具有的典型特征.系统进化树分析表明,丽蝇蛹集金小蜂气味结合蛋白与意大利蜜蜂Apis mellifera气味结合蛋白2,3,4,5,6,7,8和12聚为同一族,与意大利蜜蜂气味结合蛋白5,6和8的进化程度最近.RT-PCR分析表明,丽蝇蛹集金小蜂气味结合蛋白基因不仅在雌、雄成虫触角中高度表达,而且在头部和足中有微弱表达.     

茶树花粉特异蛋白基因CsPSP1的分离及序列分析

利用cDNA-AFLP技术比较了茶树[Camellia sinensis(L.)O.Kuntze cv.Wulong]花蕾发育早期和晚期的基因表达,结果表明存在明显差异。以E12和M20为引物对在晚期发育花蕾中筛选出一条281 bp特异表达的差异条带TDF53(transcipt-derived-fragment,TDF)。RT-PCR分析表明该片段只在晚期发育花蕾中特异表达。用RACE方法延伸其末端序列,克隆并测序获得全长cDNA序列(GenBank登录号:DQ887753)。该基因全长2079 bp,开放阅读框1701 bp,编码567个氨基酸,其分子量为63 kDa。序列和结构的同源性分析表明:该基因编码的氨基酸序列与烟草、油菜的花粉特异蛋白等同源性较高,由此推定,该基因为编码茶树花粉特异蛋白的基因,并将分离到的花粉特异蛋白基因命名为CsPSP1。     

中华绒螯蟹胰脂酶基因克隆及表达分析

采用cDNA末端快速扩增技术(RACE)克隆获得了中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)胰脂酶基因(pancreatic lipase, PL)的cDNA序列全长。该序列全长1 970 bp,开放阅读框长度为1 374 bp,编码457个氨基酸,5'和3'非编码区(UTR)长度分别为372 bp和224 bp。理化分析表明其预测分子量为51.066 kD,理论等电点为4.65。其序列中检测到脂肪酶典型的催化三联体结构、"盖子"结构以及"亲核弯"结构。蛋白同源性和进化树分析表明,中华绒螯蟹胰脂酶和其他物种同源性较高(50%左右),且和甲壳动物聚为一支而与脊椎动物相聚较远。组织表达模式分析表明,EsPL基因主要在肝胰腺、肠道、胸神经节表达较高;幼体发育阶段表达模式分析表明,EsPL基因在溞状幼体Ⅰ~Ⅲ期表达量逐渐递增,Ⅳ期显著下降,Ⅴ期较Ⅳ又显著增加,大眼幼体阶段表达最低;同一脂肪水平下,相比于含高不饱和脂肪酸的鱼油而言,植物油如豆油和亚麻油的添加均会增加胰脂酶基因的表达,且亚麻油鱼油混合油组促进效果最显著。上述结果表明饵料脂类显著影响中华绒螯蟹胰脂酶,从而为提高中华绒螯蟹对饵料脂类利用率提供了研究依据。     

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。     

牛Pbx-1基因的电子克隆及生物信息学分析

新基因全长cDNA序列很难获得,但电子克隆却提供了基因克隆的一种策略.利用小鼠Pbx-1基因编码序列(NM_183355)为种子序列进行电子克隆获得牛Pbx-1基因完整编码序列.然后,用生物信息学方法分析了牛的Pbx-1基因的结构,密码子偏性和氨基酸的同源性等.结果表明:该基因cDNA全长1 754 bp,无内含子,最大开放阅读框1 305 bp.编码434个氨基酸.预测其编码的蛋白分子量为47 189.5 Da,与小鼠的同源性为81%.     

池蝶蚌IκBα和c-Rel的结构特征及在LPS刺激下的表达分析

为研究淡水贝类NF-κB/Rel信号通路中核因子κB(Nuclear factor-κappaB, NF-κB)和NF-κB抑制因子(Inhibitors of NF-κB, IκB)的功能,对池蝶蚌(Hyriopsis schlegelii)IκBα和c-Rel(以下简称HsIκBα和Hsc-Rel)的序列结构、表达特征及Hs IκBα和Hsc-Rel之间的相互关系进行了分析。结果表明, Hs IκBα的c DNA全长为1783 bp,其开放阅读框(Open Reading Frame, ORF)为1083 bp,编码360个氨基酸。Hsc-Rel的cDNA为2414 bp, ORF为2298 bp,编码765个氨基酸。通过构建HsIκBα-ORF-GST和Hsc-Rel-RHD-HIS重组质粒、原核诱导表达和纯化,进行GST-pull down,通过SDS-PAGE和Western Blot检测研究,发现HsIκBα和Hsc-Rel-RHD存在直接的相互作用。通过对池蝶蚌进行脂多糖(Lipopolysaccharide, LPS)刺激后,分别在7个时间点(0、6h、12h、24h、...     

三角帆蚌热休克蛋白70基因克隆及其表达分析

对三角帆蚌HSP70基因序列进行全长克隆及其分子生物学分析,并检测其在不同水温刺激下鳃组织中的表达变化。通过高通量转录组测序获得三角帆蚌HSP70基因（HcHSP70）长片段,采用3'RACE对其进行了3'末端克隆,经拼接得到HcHSP70 cDNA全长序列。采用多种分子生物学软件对HcHSP70 cDNA全长序列进行了特征分析,采用实时荧光定量PCR技术检测了其组织分布,并结合Western-blot技术检测蚌鳃中该基因mRNA与蛋白经不同水温刺激后的表达变化。结果显示,HcHSP70 cDNA全长为2298 bp,其中开放阅读框为1974 bp,编码657个氨基酸。预测分子量大小为71.6 Ku,pH7.0时的理论等电点为5.61。氨基酸序列分析表明,HcHSP70氨基酸序列含HSP70家族的3个标签序列（I₉DLGTTYS₁₆、I₁₉₇FDLGGGTFDVSIL₂₁₀和I₃₃₆ VLVGGSTRIPKVQK₃₅₀）,与长牡蛎及泥蚶的HSP70同源性最高（91%）。实时荧光定量PCR检测结果显示,HcHSP70在鳃、性腺、肝胰腺、外套膜及肌肉等5种被检组织中均有表达,以肝胰腺中的表达水平最高。实时荧光定量PCR与Western-blot技术检测皆表明,蚌鳃组织中HcHSP70基因与蛋白的表达量在37℃时达到最高,而在40℃水温刺激下表达水平下调至正常值,表明其在适应高温刺激时发挥了重要作用。     

Molecular cloning, characterization and expression analysis of two apoptosis genes, caspase and nm23, involved in the antibacterial response in Chinese mitten crab, Eriocheir sinensis

Apoptosis is a central regulatory feature of the immune system, and the most common form of death among immunological cells. However, the function of apoptosis, within the innate immune system of invertebrates, remains largely unknown. For this reason, we investigated the immune functionality of two apoptosis genes, caspase and nm23, in the Chinese mitten crab (Eriocheir sinensis), which is a commercially important and disease vulnerable aquaculture species. The entire length caspase and nm23 cDNA genes were cloned using PCR, based on an initial expressed sequence tag (EST) isolated from a hepatopancreatic cDNA library. The caspase cDNA contained an 1119 bp open reading frame that encoded a putative 372 amino acid protein, while nm23 cDNA contained a 456 bp open reading frame that encoded a putative 151 amino acid protein. Comparison, with other reported invertebrate and vertebrate sequences, revealed the presence of conserved enzyme active sites that were common among caspase and nm23 superfamilies. In brief, caspase and nm23 mRNA expression in E. sinensis were (a) both detected in all tissues, including the hemocytes, heart, hepatopancreas, gill, stomach, muscle, intestine, brain and eyestalk, and (b) responsive in hemocytes, gill and hepatopancreas to a Vibrio anguillarum immuno-challenge all appeared sharp increase. Collectively, the data presented here demonstrate the successful isolation of caspase and nm23 apoptosis genes from the Chinese mitten crab, and their role in the innate immune system of an invertebrate.