三角帆蚌热休克蛋白60基因克隆及其表达分析

利用3'RACE技术, 对高通量转录组测序所得三角帆蚌HSP60基因（hcHSP60）长片段（2629 bp）进行了3'末端克隆, 经拼接得到hcHSP60 cDNA全长序列。采用多种分子生物学软件对hcHSP60 cDNA全长序列进行了特征分析, 并采用RT-PCR技术检测了其组织分布及经冷热应激后的表达变化。结果显示, hcHSP60 cDNA全长为2807 bp, 其中开放阅读框为1707 bp, 编码568个氨基酸, 预测分子量大小为61.04 ku, pH 7.0时的理论等电点为5.63。序列中不存在信号肽与跨膜结构。氨基酸序列保守性分析表明, hcHSP60氨基酸序列与光滑双脐螺HSP60同源性最高（达82%）, 而与牙鲆、白云金丝鱼HSP60的同源性最低（为75%）。RT-PCR检测结果表明, hcHSP60在肝胰腺中的表达水平最高, 而在血液中的表达水平最低。30℃与35℃水温处理三角帆蚌4h后, 各组织中hcHSP60表达水平明显上升, 表明hcHSP60可能在三角帆蚌耐热应激反应中起着重要作用。       

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。     

三角帆蚌KuSPI基因的克隆及表达分析

Kuntiz型丝氨酸蛋白酶抑制剂(Kuntiz-type serine proteinase inhibitor,KuSPI)又称胰腺胰蛋白酶抑制剂,能够和相应的蛋白酶互作来调控生物体内的级联反应。本研究通过RACE克隆得到三角帆蚌KuSPI cDNA全序列共624 bp,包含38 bp和148 bp的5'和3'端UTR,ORF(open reading frame)438 bp,编码氨基酸145个,分子量为16 397.5 u,KuSPI氨基酸序列的同源性分析后发现其包含1个典型Kuntiz结构域,属于典型的KuSPI基因。qRT-PCR检测表明:KuSPI基因在闭壳肌、外套膜、肠、斧足、肝、血液、鳃、性腺和肾脏中均有表达,在外套膜中最高。利用嗜水气单胞菌进行诱导后发现,KuSPI基因在外套膜中表达量变化最大,呈现明显的先升高再降低趋势。外套膜是三角帆蚌先天免疫的首道防线,我们推测Ku SPI基因在其免疫反应中起到重要作用。     

三角帆蚌GPX基因cDNA全序列的克隆及其编码蛋白的结构分析

根据本实验室构建的三角帆蚌cDNA文库中已标注的EST序列, 利用cDNA末端快速扩增法(RACE)克隆了三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidase, GPX)基因cDNA全序列。序列分析表明, 该基因cDNA序列全长1286 bp, 包括5′端非翻译区(Untranslated Region) 39 bp、3′端非翻译区659 bp和开放阅读框(Open reading frame, ORF)588bp, 共编码195个氨基酸, 分子量约为22.2 kDa, 理论等电点为8.44, 属于含硒类GPX。该氨基酸序列具有GPX所有亚型中均高度保守的3个环状结构, 对酶的三级结构起稳定作用。在线分析结果表明: GPX的氨基酸序列不存在明显的疏水区, 也不存在信号肽序列。氨基酸相似性对比结果显示, 三角帆蚌GPX氨基酸序列与脊椎动物GPX-2及GPX-1的序列相似度较高, 为73.1%-80.8%, 与其他型GPX相似度较小, 相似度低于60%。构建的系统进化树显示三角帆蚌GPX与其他几种鱼类GPX聚为一类, 与其他已发表的几种软体动物GPX相距较远, 推测本实验克隆的三角帆蚌GPX基因和已发表的软体动物不属于同一种GPX类型。     

池蝶蚌组织蛋白酶L基因的组织表达及免疫应激分析

应用cDNA文库筛查及同源片段克隆拼接技术,克隆了池蝶蚌组织蛋白酶L(Hs-CtsL)cDNA基因全长序列(GenBank注册号为JN604558)。其cDNA全长1152 bp,5′-非翻译区(Untranslated Region,UTR)长1 bp,3′-UTR长149 bp包括1个多聚腺苷信号AATAAA和Poly(A)尾巴,开放阅读框(Open reading frame ORF)为1002 bp,编码333个氨基酸组成的多肽链。其分子量约37.7 kD,理论等电点为7.16,包含信号肽、前体域和成熟域。系统进化分析显示,Hs-CtsL同无脊椎动物组织蛋白酶L聚为一支,且同三角帆蚌亲缘关系最近,其次为褶纹冠蚌。组织表达分析结果显示,池蝶蚌组织蛋白酶L在肠、鳃、性腺、外套膜、斧足、闭壳肌、血细胞、肝胰腺、肾和心脏均有表达,其中血细胞中表达量最高。应激实验表明,经嗜水气单胞菌刺激后,Hs-CtsL在血细胞、鳃、肝胰腺和外套膜中的表达量显著上调。其中在肝胰腺中刺激后6h表达量到达峰值,在血细胞、鳃和外套膜中的表达模式近似,表现为一个波动变化,在4h、12h和48h被上调。结果暗示着Hs-CtsL除参与了池蝶蚌血细胞的先天性免疫防御以外,还参与了其消化腺免疫器官的免疫应答反应。     

半滑舌鳎AKT-ineracting protein基因的克隆及免疫应答表达分析

研究克隆了半滑舌鳎Cynoglossus semilaevis膜蛋白AKT-interacting protein (AKTIP)基因, 研究了其在健康组织中的表达模式、鳗弧菌(Vibrio anguillarum)感染后免疫组织和不同病原物刺激外周血淋巴细胞中的表达特征。通过常规克隆和RACE技术, 获得的半滑舌鳎AKTIP基因全长cDNA序列为1224 bp, 其中包括5'-UTR为116 bp, 3'-UTR为117 bp和完整的ORF序列891 bp, 编码296个氨基酸, 预测蛋白质的等电点(PI)为9.12,分子量是33.74 kD; 同源比对发现半滑舌鳎AKTIP的氨基酸序列在不同物种之间具有较高的保守性; 荧光实时定量PCR (qRT-PCR)检测到半滑舌鳎各个组织中均有AKTIP基因的表达, 在卵巢中表达量最高; 鳗弧菌感染半滑舌鳎后, AKTIP基因在肝、鳃、血液、肠、头肾和脾中均上调表达; 病原模拟物PGN、LPS、poly I:C和WGP刺激半滑舌鳎外周血淋巴细胞均诱导AKTIP基因下调表达。研究表明半滑舌鳎AKTIP基因参与了机体免疫反应为给半滑舌鳎免疫防御技术的研究提供理论依据。     

三角帆蚌CypA基因的克隆及其在嗜水气单胞菌感染后的表达分析

为研究亲环蛋白A (Cyclophilin A, CypA)在三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)免疫系统中的作用,研究利用PCR与RACE技术克隆获得三角帆蚌CypA基因全长cDNA序列(基因序列登录号:MN121742)。三角帆蚌CypA基因cDNA序列全长1237 bp,其5′非编码区(UTR)长度为57 bp, 3′非编码区长度为688 bp,三角帆蚌CypA基因的开放阅读框(Open Reading Frame, ORF)长度为492 bp,编码164个氨基酸, CypA蛋白质理论等电点为8.9,相对分子量为17.29 kD。在GenBank中进行同源序列检索,三角帆蚌CypA氨基酸序列与其他贝类CypA的相似性依次为池蝶蚌(Hyriopsis schlegelii)(99.39%)、青蛤(Cyclina sinensis)(77.44%)、菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)(78.05%)、近江牡蛎(Crassostrea ariakensis)(78.66%)和大竹蛏(Solen grandis)(75.05%)。通过SWISS-MO...     

三角帆蚌组织蛋白酶L基因的克隆和序列特征与进化分析

组织蛋白酶L在多种生理过程中具有重要作用.根据本实验室构建的三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)cDNA文库中已标注的EST序列,利用RACE方法克隆了三角帆蚌组织蛋白酶L基因的cDNA全序列(GenBank登录号为HQ610996).结果表明,该序列全长为1 105 bp,包括24 bp的5'-末端非转录区,1 002 bp的开放阅读框和79 bp的3'-末端非转录区,共编码333个氨基酸,包含1个由20个氨基酸组成的信号肽.推测的三角帆蚌组织蛋白酶L前体肽具有组织蛋白酶前体抑制因子功能结构域,具有组织蛋白酶L家族高度保守结构基序ERFNIN[E-X3-R-X2-(I/V)-F-X3-N-X3-I-X3-N]、GNFD和GCXGG;该蛋白的半胱氨酸类蛋白酶半胱氨酸、组氨酸和天冬氨酸活性位点均高度保守.同源性分析表明,推测的三角帆蚌组织蛋白酶L氨基酸序列与其他贝类高度保守,同源性在60%-74%之间.进化分析显示,三角帆蚌组织蛋白酶L与其他贝类组织蛋白酶L聚为一支,在该支中,三角帆蚌与软体动物淡水螺(R.peregra)的亲缘关系最近.本研究结果为进一步研究三角帆蚌组织蛋白酶L的生理功能提供基础资料.     

三角帆蚌LRR基因的分子特征及表达分析

近年来珠蚌养殖业一直饱受病害困扰,现有资料表明富亮氨酸重复序列(leucine-rich repeat,LRR)蛋白在无脊椎动物的蛋白互作、识别过程和免疫反应中都起到至关重要的作用,本实验通过RACE法克隆并表达了三角帆蚌LRR基因,全长为3 492 bp,其中开放阅读框2 142 bp,编码713个氨基酸,其中5个氨基酸组成信号肽,而其余688个氨基酸则形成成熟肽,氨基酸序列经相关软件预测存在跨膜结构。运用荧光定量PCR技术分析LRR在正常组织中及受到嗜水气单胞菌侵染后相关组织表达量的变化,分析发现,在非胁迫状态下,LRR基因在斧足中高表达,在其他组织中几乎不表达。嗜水气单胞菌刺激侵染后可以看到斧足和肝胰腺中LRR基因表达显著下调,而其他组织表达量在不同时间点均出现表达峰值,显示能被显著诱导,说明LRR基因表达可能与抵挡病原体入侵有关。     

池蝶蚌和三角帆蚌谷胱甘肽S转移酶基因表达特征

采用RT-PCR方法克隆获得池蝶蚌(Hyriopsis schlegerlii)和三角帆蚌(H.cumingii)GST片段,两种蚌的GST核苷酸序列相同,推导其编码92个氨基酸;经与不同物种进行氨基酸序列比对,显示其与软体动物、两栖动物和高等哺乳动物的GST具有高度同源性。RT-PCR半定量分析表明,GST在两种蚌的肝、闭壳肌等11种组织中除肠以外均有表达,肝中表达量较大;注射嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)后,三角帆蚌血细胞中GST表达量先降低后升高,而池蝶蚌血细胞中GST表达量先升高后降低,且在感染3h、6h、9h和24h时表达量约为三角帆蚌的2倍。     

三角帆蚌Hc-GSK3β基因鉴定及内壳色性状相关SNP筛选

为了探究三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)糖原合成激酶-3β(GSK3β)基因对壳色的影响,研究采用RACE技术获得Hc-GSK3β基因cDNA全长1867 bp,其中包含1261 bp的ORF区编码420个氨基酸, ORF中含有一个S＿TKc结构域,该结构域序列高度保守。组织差异表达分析发现Hc-GSK3β基因在紫色蚌鳃、斧足、内脏团和边缘膜组织中表达量高于白色蚌的表达量(P<0.05),且在斧足和边缘膜表达差异水平达到极显著(P<0.01),而在紫色蚌闭壳肌组织中表达量显著低于白色蚌(P<0.05)。原位杂交(ISH)实验结果显示在三角帆蚌外套膜的外褶、中褶、內褶、背膜区和腹膜区均有阳性信号产生,且在外褶的信号表达较强烈。该基因经重测序比较,共鉴定出6个SNP位点,其中在C+185A位点的CA基因型在紫色蚌的分布频率显著高于白色三角帆蚌(P<0.05);在紫色蚌中, T+341G位点TT基因型三角帆蚌内壳颜色参数b值显著低于TG基因型(P<0.05)。研究表明, Hc-GSK3β基因参与了三角帆蚌壳色形成,筛选的SNP标记可用于三角帆蚌壳...     

三角帆蚌五个野生群体线粒体DNA 16S rRNA遗传特性

对中国主要淡水湖泊(鄱阳湖、洞庭湖、太湖、洪泽湖及巢湖)三角帆蚌5个野生群体的线粒体DNA 16S rRNA基因片段进行了扩增和测序,得到473bp的碱基序列,没有发现插入/缺失突变的核苷酸位点。检测到了32个多态性核苷酸位点,共7种单倍型。鄱阳湖群体的222(C→G)和325(A→G)位点,太湖群体的233(A→G)位点,巢湖群体的40(A→G)、138(A→T)和294(C→T)位点,洪泽湖群体的241(A→C)位点的变异可以作为区分群体分子遗传标记位点。洞庭湖群体未发现特异位点。在5个群体间鄱阳湖群体多态性位点、核苷酸多态性、单倍型多态性和单倍型数量4个指标都最高,表明鄱阳湖群体具有最为丰富的遗传结构,遗传变异最大,可作为三角帆蚌选育的基础群体。     

三角帆蚌钙网蛋白基因cDNA的全长克隆与表达分析

采用同源克隆策略和RACE技术,从三角帆蚌（Hyriopsis cumingii）外套膜组织中成功克隆得到钙网蛋白（Calreticulin,CRT）基因的全长cDNA序列,共1838 bp,开放阅读框为1257 bp,编码418个氨基酸,5'端非编码区为75 bp,3'端非编码区为506 bp,基因序列提交GenBank的登录号为JX416227。生物信息学分析表明,三角帆蚌钙网蛋白基因具有一段信号肽序列、两条典型的钙网蛋白家族标签序列KHEQNIDCGGGY和IMFGPDICG、三个保守的N-、P-和C-端功能域及内质网前导序列HDEL。NJ法系统进化分析显示三角帆蚌首先与海洋双壳类紧密聚在一起,且与蚯蚓等环节动物亲缘关系较近,聚为一支,然后依次与虾类、昆虫、鱼类、两栖类、哺乳类聚在一起。经荧光定量PCR检测,钙网蛋白基因在三角帆蚌的外套膜、闭壳肌、斧足、鳃、肝脏、性腺、心脏、肠等8个组织中均有表达,其中在外套膜、鳃和斧足等与贝类钙代谢相关的组织中表达量较高预示其可能参与三角帆蚌的钙代谢。不同Ca2+浓度处理试验的结果表明,随着水体中Ca2+浓度逐渐升高,三角帆蚌钙网蛋白基因在外套膜中的表达水平呈先上升后下降的趋势,并在60 mg/L时达 到最高峰,表明适宜的Ca2+浓度可促进钙网蛋白基因表达,而过高的Ca2+浓度则会抑制其表达。同时在60 mg/L Ca2+浓度条件下,对三角帆蚌外套膜进行不同时间的表达试验,结果表明钙网蛋白基因的表达量随时间推移先上升,并于48h达到最大表达量,而后逐渐下降。上述结果为进一步深入研究钙网蛋白基因的功能及其调控机理奠定基础。       

金鱼胰蛋白酶原基因的克隆及镉和过氧化氢暴露对其基因表达的影响

为深入研究胰蛋白酶在鱼类中的蛋白结构和生理功能, 利用RT-PCR和RACE方法, 从金鱼肝胰脏中成功克隆获得了一种全长864 bp的胰蛋白酶原cDNA序列(gfTryp)。gfTrypc DNA包含21 bp的5′-非翻译区、114 bp的3′-非翻译区和729 bp的开放读码框, 编码242个氨基酸组成的胰蛋白酶原(gfTryp)。gfTryp含有15个氨基酸的信号肽和5个氨基酸(LDDDK)的激活肽。氨基酸序列分析表明, gfTryp具备胰蛋白酶原的保守结构特征, 如含有催化三联体氨基酸(His-57、Asp-102和Ser-195), 12个半胱氨酸, 位于底物结合口袋底部Asp-189和口袋开口处的Gly-216、Gly-226等, 提示其可能具有保守的蛋白消化功能。RT-PCR结果显示, gfTryp mRNA在所检测的各个组织中均有表达, 其中在肝胰脏、肠和脂肪中表达量为最高。进一步研究发现, 相较于摄食前, 肝胰脏gfTryp mRNA在金鱼摄食后显著升高。在0.5和5 μg/mL镉暴露处理后, 肝胰脏gfTryp mRNA显著升高(与未处理组相比, 分别约为3.2 和 4.7倍)。随着镉浓度增加到10 μg/mL后, gfTryp mRNA表达量下降。经100 μmol/L过氧化氢处理3h、6h、12h和24h后, 金鱼肝胰脏gfTryp mRNA的表达水平均显著下降, 在6h达到最大效应(约为对照组的0.21倍)。研究结果证实了重金属镉和过氧化氢处理能调控胰蛋白酶原基因表达, 为进一步探讨鱼类消化生理提供了新的视角。