鲢鱼解偶联蛋白2全长cDNA序列的克隆及其组织表达

从淡水食毒藻鱼类鲢鱼(Hypophthalmichthysmolitrix)肝脏,通过简并引物克隆解偶联蛋白2(un-couplingprotein2,UCP2)cDNA核心序列,应用5′RACE和3′RACE技术分别扩增该序列的5′末端和3′末端序列,最后通过序列拼接获得鲢鱼肝脏UCP2cDNA全序列。序列分析结果表明,鲢鱼肝脏UCP2cDNA全长1452bp,其中5′-UTR长337bp,3′-UTR长182bp,编码区933bp,编码310个氨基酸,推测的氨基酸序列包含线粒体内膜载体蛋白3个特征结构及解偶联蛋白(UCPs)的特征序列。对鲢鱼不同组织UCP2的表达调控研究发现,鲢鱼组织UCP2基因在肠道、肝脏、肌肉、脂肪组织均大量表达,而在脑组织表达量较低,这与鲢鱼体内微囊藻毒素在这几个组织的分布完全一致,表明UCP2的功能可能与抑制微囊藻毒素引发过量活性氧(ROS)生成有关。     

鲢鱼解偶联蛋白2全长cDNA序列的克隆及其组织表达

从淡水食毒藻鱼类鲢鱼(Hypophthalmichthys molitrix)肝脏，通过简并引物克隆解偶联蛋白2(uncoupling protein 2，UCP2) cDNA核心序列，应用5′RACE和3′RACE技术分别扩增该序列的5′末端和3′末端序列，最后通过序列拼接获得鲢鱼肝脏UCP2 cDNA全序列。序列分析结果表明，鲢鱼肝脏UCP2 cDNA全长1 452 bp，其中5′-UTR长337 bp，3′-UTR长182 bp，编码区933 bp，编码310个氨基酸，推测的氨基酸序列包含线粒体内膜载体蛋白3个特征结构及解偶联蛋白(UCPs)的特征序列。对鲢鱼不同组织UCP2的表达调控研究发现，鲢鱼组织UCP2基因在肠道、肝脏、肌肉、脂肪组织均大量表达，而在脑组织表达量较低，这与鲢鱼体内微囊藻毒素在这几个组织的分布完全一致，表明UCP2的功能可能与抑制微囊藻毒素引发过量活性氧(ROS)生成有关。     

翘嘴鲌胰岛素样生长因子igf3基因的克隆及表达分析

为研究翘嘴鲌(Culter alburnus Basilewsky)胰岛素样生长因子(Insulin-like growth factor 3, igf3)基因在性别调控过程中的作用, 基于分子克隆手段RT-PCR和RACE技术相结合方法扩增到翘嘴鲌igf3基因完整cDNA序列, 利用qRT-PCR技术检测其在不同组织中的表达水平, 最后通过甲基化检测方法比较分析了翘嘴鲌性腺组织igf3基因组水平的CpG岛修饰水平。实验结果显示igf3 cDNA序列全长901 bp, 包含92 bp的5′端非编码区和203 bp的3′端非编码区, 开放阅读框606 bp, 编码201个氨基酸。序列分析显示, 类似于其他IGF家族成员igf1和igf2, igf3同样存在保守的特征结构域, 主要划分为前体信号肽、B、C、A、D和E区。igf3基因在翘嘴鲌不同组织中的表达水平差异明显(P<0.05), 在卵巢中表达量最高, 其次是精巢组织, 而在脑、心脏、脾脏、肝脏、肌肉和肾脏中表达丰度极低。甲基化检测结果显示在卵巢中CG位点几乎不发生甲基化, 然而精巢中的甲基化程度非常高, 这与其表达水平正好呈负相关。研究结果表明igf3可能参与了性腺的形成或功能维持, igf3基因组启动子区域的DNA甲基化修饰与其在性腺组织的二态性表达特征关系密切。     

鲢鱼可溶性谷胱甘肽S-转移酶(sGST)基因cDNA全序列与5′调控区的克隆与分析

淡水鱼类可溶性谷胱甘肽S-转移酶(sGST)在微囊藻毒素去毒代谢过程中具有独特 的关键作用,因而也称为微囊藻毒素去毒酶. 从淡水食毒藻鱼类鲢鱼(Hypophthalmichthys molitrix)肝脏通过简并引物克隆微囊藻毒素去毒酶基因cDNA核心序列,应用5′RACE和3′RACE技术分别扩增该序列的5′末端和3′末端序列,最后通过序列拼接获得鲢鱼肝脏微囊藻毒素去毒酶基因cDNA全序列. 序列分析结果表明,鲢鱼肝脏微囊藻毒素去毒酶基因cDNA全长920 bp,其中5′-UTR长74 bp,3′-UTR长174 bp,编码区长672 bp,编码223个氨基酸. 应用基因组步行法,在鲢鱼克隆得到淡水鱼类微囊藻毒素去毒酶基因5′侧翼区878 bp序列. 与哺乳动物及海水鱼sGST基因不同,鲢鱼微囊藻毒素去毒酶基因的5′侧翼区,发现存在多个脂多糖反应元件(LPSRE),表明来源于毒藻的脂多糖可能对鲢鱼微囊藻毒素去毒酶基因表达有潜在调控作用.     

鲢鱼可溶性谷胱甘肽S-转移酶(sGST)基因cDNA全序列与5′调控区的克隆与分析

淡水鱼类可溶性谷胱甘肽S-转移酶(sGST)在微囊藻毒素去毒代谢过程中具有独特的关键作用,因而也称为微囊藻毒素去毒酶.从淡水食毒藻鱼类鲢鱼(Hypophthalmichthysmolitrix)肝脏通过简并引物克隆微囊藻毒素去毒酶基因cDNA核心序列,应用5′RACE和3′RACE技术分别扩增该序列的5′末端和3′末端序列,最后通过序列拼接获得鲢鱼肝脏微囊藻毒素去毒酶基因cDNA全序列.序列分析结果表明,鲢鱼肝脏微囊藻毒素去毒酶基因cDNA全长920bp,其中5′-UTR长74bp,3′-UTR长174bp,编码区长672bp,编码223个氨基酸.应用基因组步行法,在鲢鱼克隆得到淡水鱼类微囊藻毒素去毒酶基因5′侧翼区878bp序列.与哺乳动物及海水鱼sGST基因不同,鲢鱼微囊藻毒素去毒酶基因的5′侧翼区,发现存在多个脂多糖反应元件(LPSRE),表明来源于毒藻的脂多糖可能对鲢鱼微囊藻毒素去毒酶基因表达有潜在调控作用.     

火把梨谷胱甘肽S-转移酶基因的克隆与表达

依据火把梨编码谷胱甘肽S-转移酶(GST)的EST序列设计基因特异引物,采用快速扩增cDNA末端技术,从云南火把梨中克隆到一个新的GST基因的全长cDNA序列。该基因被命名为PpGST(GenBank登录号为HQ889136)。PpGST全长cDNA为1 177bp,具有130bp 5′-UTR、696bp ORF以及351bp 3′-UTR,编码含231个氨基酸的蛋白质。与已知植物GSTs家族成员间的氨基酸序列聚类分析将PpGST聚为zeta类GST。RT-PCR分析显示,PpGST在火把梨光照的果皮和没有光照的果皮中大量表达,并且表达强度不受光照时间的影响,而在幼嫩叶片中没有表达。研究结果暗示在果皮中大量表达的PpGST可能参与维持火把梨果实发育过程中的氧化还原平衡及应答逆境胁迫。     

大黄鱼肝细胞肿瘤相关抗原-127基因克隆及分子特征分析

在构建大黄鱼肌肉组织cDNA文库的基础上,克隆了肝细胞肿瘤相关抗原-127基因.克隆到的基因全长l439bp,其中5′-UTR 124 bp,3′-UTR 640 bp,编码序列675 bp,编码224个氨基酸.生物信息学分析显示,大黄鱼HCA127基因存在多个功能位点,即N端糖基化位点、蛋白激酶C磷酸化位点、酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点和亮氨酸拉链结构位点.大黄鱼HCA127氨基酸序列具有较高的保守性,与斑马鱼、胡瓜鱼、大西洋鲑等多种鱼类的相似性在80％以上.在检测的9种组织中,肝细胞肿瘤相关抗原-127基因在肝、肾、肠、鳃、眼、脑组织中表达,其中在脑组织中表达最强,肝和鳃组织中次之,肾和眼组织中表达较微弱.     

大口黑鲈脂代谢相关基因NPY、UCP2、LPL、HL克隆与分子进化分析

采用RT-PCR和RACE方法克隆了大口黑鲈NPY基因cDNA全序列及UCP2、LPL、HL基因cDNA核心片段。序列分析结果表明,大口黑鲈NPY基因cDNA全序列长664 bp,其中5′端非翻译区(5′-UTR)长53 bp,3′端非翻译区(3′-UTR)长311 bp,开放阅读框(ORF)长300 bp,编码99个氨基酸,即前体NPY。大口黑鲈前体NPY包括三个部分,28个氨基酸组成的信号肽、36氨基酸组成的成熟NPY以及32个氨基酸组成的由Gly-Lys-Arg指示的NPY C端肽（CPON）。大口黑鲈UCP2、LPL、HL基因cDNA核心片段长度分别为737 bp、509 bp和666 bp,各自编码245个氨基酸、169个氨基酸和222个氨基酸。将4个基因的氨基酸序列分别与其他物种的氨基酸序列进行同源性比较,并通过MEGA3构建系统树,对这4个脂代谢相关基因的分子进化特征进行了探讨。     

斑马鱼fem-1c cDNA克隆与表达分析

为进一步探究鱼类性别决定的相关机理, 增加对鱼类性控基因表达和功能的认识, 克隆斑马鱼fem-1c 基因并对其进行表达分析。研究采用RACE-PCR方法从斑马鱼卵巢组织cDNA中克隆了fem-1c的cDNA全长序列, 其大小为2701 bp, 编码618个氨基酸。生物信息学分析显示, 斑马鱼FEM-1C蛋白包含9个ANK结构域、2个TPR结构域和2个低复杂性区域, 与其他脊椎动物的FEM-1C蛋白序列保守性较高。脊椎动物的fem-1c与tmed7、trim36等邻近的45个基因具有保守的同线性关系。半定量RT-PCR实验结果显示斑马鱼fem-1c在受精后17d开始表达, 并特异地表达于成体卵巢组织中。RNA原位杂交结果显示, fem-1c基因mRNA定位于卵巢组织的Ⅰ期和Ⅱ期卵母细胞胞质中。fem-1c的时空表达特征暗示其在斑马鱼卵巢分化中具有重要作用。       

乙烯利诱导胶乳基因HbEtIe的克隆与表达分析

在成功构建巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)胶乳差异表达cDNA消减文库的基础上,利用RACE技术成功克隆了一个新的乙烯利诱导表达胶乳基因HbEtIe。分析表明,该基因含有1个158 bp的内含子和2个长度分别为92 bp和178 bp的外显子;cDNA全长551 bp,包含1个270 bp的完整阅读框,174 bp的3′-UTR和107 bp的5′-UTR,推导氨基酸序列中含有一个未知功能结构域DUF581。HbEtIe基因在乙烯利刺激条件下的胶乳中特异性表达并受到乙烯利的调控,其表达量随处理时间的延长而增强。HbEtIe基因与拟南芥衰老相关基因SAG102具有较高的同源性暗示,HbEtIe可能参与了乙烯利诱导巴西橡胶树乳管衰老的分子调控。     

草鱼IRE1-like基因的克隆、组织表达及其对微囊藻毒素-LR的响应

为了研究内质网应激相关基因需肌醇酶1(Inositol-requiring enzyme 1, IRE1-like)的结构和生物学功能及其在草鱼(Ctenopharyngodon idella)响应微囊藻毒素-LR(MC-LR)中的作用, 研究根据草鱼转录组测序结果得到该基因家族成员IRE1-like的EST序列, 采用RACE技术获得了草鱼IRE1-like基因的cDNA全长序列(登录号: MG797683)。该基因序列全长3595 bp, 包括3093 bp开放阅读框, 编码1030个氨基酸, 分子量为116.24 kD, 理论等电点为6.26, 具有跨膜结构和信号肽。草鱼IRE1-like基因包含Luminal (39—307 aa)、STKc (569—834 aa)和RNase (837—915 aa)三个结构域。同源性和系统进化树结果表明草鱼IRE1-like基因与斑马鱼IRE1-α基因亲缘关系最近。荧光定量PCR(qRT-PCR)检测结果表明, 草鱼IRE1-like基因在肝脏组织中的表达量最高, 在肌肉、脾脏、鳃和心脏等其他8种不同组织中也均有表达。不同剂量MC-LR诱导草鱼24h和96h后, 25 μg MC-LR/kg BW和100 μg MC-LR/kg BW剂量组中草鱼肝脏IRE1-like基因表达水平分别在24h和96h显著上升(P<0.05)。以上结果初步说明了草鱼IRE1-like基因可能在MC-LR诱导草鱼内质网应激中起着重要的作用, 为进一步研究草鱼IRE1-like基因的功能奠定了基础。     

赤眼鳟Mx1基因的cDNA克隆及表达特性

为探究赤眼鳟(Squaliobarbus curriculus)是否存在Mx1 (Myxovirus resistance)基因及参与抗病毒免疫反应, 研究利用RACE技术获得了赤眼鳟Mx1基因(ScMx1)的cDNA全长序列, 并对其进行了生物信息学分析; 采用荧光定量PCR技术, 检测了ScMx1在赤眼鳟健康组织中的表达情况以及感染GCRV后ScMx1和ScIFN-Ⅰ的表达特征。结果表明, ScMx1的cDNA全长为3000 bp, 包含5′非编码区124 bp, 开放阅读框1893 bp, 3′非编码区983 bp, 共编码630个氨基酸。预测的ScMx1蛋白包含GTP酶结合区域、中央核心结构域和GTP酶效应结构域。ScMx1与青鱼Mx1的相似性最高(97%), 与ScMx的相似性仅为50%。ScMx1在所检测的10种组织中均有表达, 其中在脾脏中表达量最高。经GCRV感染开始至168h, ScMx1和ScIFN-Ⅰ在肝脏和体肾中的表达量持续上调; 在脾脏和头肾中于感染后72h达到峰值。相关性分析显示脾脏中ScMx1和ScIFN-Ⅰ的表达水平呈显著相关(r=0.94, P=0.018)。研究发现赤眼鳟存在Mx1基因, 且可能参与了抗GCRV免疫应答反应。     

中华鲟促性腺激素释放激素受体基因cDNA序列的克隆及表达分析

为了研究中华鲟(Acipenser sinensis)促性腺激素释放激素受体(Gonadotropin-releasing hormone receptor, GnRH-R)基因在中华鲟中的组织表达特征, 为中华鲟生长发育调控研究提供基础数据, 通过构建中华鲟(Acipenser sinensis)垂体的SMART cDNA质粒文库, 采用cDNA末端快速扩增(RACE), 克隆得到了中华鲟GnRH-R基因的cDNA全长序列。该序列全长1530 bp, 有478 bp的5′非翻译区, 579 bp的开放阅读框和473 bp的3′非翻译区, 共编码192个氨基酸, 其成熟多肽含有5个Ｎ连糖基化位点。通过和已知其他鱼类的GnRH-R基因进行氨基酸序列多重比对, 发现其与真鲷(Pagrus major)的同源性最高, 为76%, 与米氏叶吻银鲛(Callorhinchus milii)的同源性最低, 为39%。采用实时荧光定量PCR (Real time PCR)方法, 检测了GnRH-R的mRNA在中华鲟心、肝、脾、肾、肠道、精巢、肌肉及脑组织中的表达状况, 发现其在精巢中大量转录, 而在其他组织中则表达微弱。以上结果表明中华鲟GnRH-R基因在性腺发育特别是精子发生过程中可能起重要作用。     

草鱼钠磷协同转运载体Slc34a2基因的克隆及组织表达分析

为了揭示草鱼对磷的吸收机制,运用RT-PCR和快速扩增cDNA末端方法,从草鱼（Ctenopharyngodon idella）肠中克隆获得钠磷协同转运载体基因Slc34a2,该基因全长为2446 bp,包含了1938 bp的开放阅读框,47 bp的5非编码区（Untranslated region,UTR）和461 bp的3UTR,编码645个氨基酸。草鱼SLC34A2蛋白的分子式为C3215H5125N801O902S30,分子量大小为70.39 kD,等电点为5.68,总平均疏水指数为0.458。对草鱼SLC34A2蛋白结构和功能预测分析,发现SLC34A2蛋白有11个跨膜域,1个半胱氨酸富集区,且N-端在胞外而C-端在胞内,也在第二个细胞外环中发现4个N-糖基化位点。用邻接法构建系统进化树,发现草鱼Slc34a2基因与硬骨鱼类聚类为一支,且草鱼SLC34A2蛋白与鲤（Cyprinus carpio）和斑马鱼（Danio rerio）SLC34A2的相似性最高,分别为90.3%和87.0%。实验采用了实时荧光定量PCR对草鱼Slc34a2 mRNA进行组织表达分析,结果表明Slc34a2 mRNA在组织中广谱表达,且在肠中表达最高,其次是肝脏、鳃、肾脏、脾脏、皮肤、肌肉、脑和头肾。实验为以后研究提高鱼对磷的利用和减少磷的排放奠定分子基础。     

俄罗斯鲟补体C7基因的克隆及表达分析

为研究俄罗斯鲟(Acipenser gueldenstaedti)补体C7基因(AgC7)的功能, 采用RACE (Rapid-amplification of cDNA ends)技术, 获得AgC7的cDNA全长序列为3103 bp, 包括开放阅读框(Open Read Frame, ORF) 2502 bp, 编码833个氨基酸, 5′-UTR (5′ untranslated region)和3′-UTR的长度分别为44和554 bp。同源性分析表明, AgC7与其他鱼类补体C7如斑点雀鳝(Lepisosteus oculatus)、斑点叉尾鲴(Ictalurus punctatus)、斑马鱼(Danio rerio)、大西洋鲑(Salmo salar)、尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)氨基酸序列的一致性分别为56%、46%、49%、49%、47%, 且都具有TSP1、LDLa、FIMAC和MACPF保守结构域。荧光定量qRT-PCR (quantitative Real-time PCR)结果表明, AgC7在血液、脑、鳃、性腺、心脏、头肾、肠、肝、肌肉、皮肤、脾、胃和后肾组织中均可表达, 且在肠中表达水平最高; 用含有壳寡糖的饲料饲喂俄罗斯鲟60d后, AgC7在这13种组织中表达均有增加, 在肠中增加量最高, 约为对照组的1.51倍; 嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)可诱导AgC7, 在血液、鳃、头肾、肠、肝和脾6种组织中瞬时上调表达, 随着病原菌感染时间增加, 基因表达量逐渐降低恢复至正常水平, 其中, 鳃中基因表达量的上调趋势最明显, 最大表达量出现在感染后6h, 为对照组的41.30倍, 12h后基因表达下降并恢复至正常水平, 表明AgC7基因可能参与了俄罗斯鲟抗细菌感染的免疫应答。俄罗斯鲟AgC7具有典型的补体C7基因特征, 且壳寡糖刺激和病原感染后均可引起AgC7基因表达变化, 补体C7可能参与了俄罗斯鲟的免疫应答。     

Cloning of Wap65 in sea bass (Dicentrarchus labrax) and sea bream (Sparus aurata) and expression in sea bass tissues

The complementary DNA encoding WAP65 protein was cloned from the liver of two fish species sea bass (Dicentrarchus labrax) and sea bream (Sparus aurata). Full-length cDNA sequences were obtained from reverse transcribed total RNA, followed by 5′ and 3′ rapid amplification of cDNA end (RACE) experiments. The full-length cDNA sequence of D. labrax is 1709 bp and the coding sequence is flanked by a 67 bp 5′-UTR and a 358 bp 3′-UTR. The full-length cDNA sequence of S. aurata is 1599 bp, and the coding sequence is flanked by a 48 bp 5′-UTR and a 273 bp 3′-UTR. The deduced amino acid putative primary sequences are composed of 427 and 425 amino acid residues for D. labrax and S. aurata, respectively. They display high homologies with previously described fish WAP65 and other hemopexin-like proteins from rabbit (Oryctolagus cuniculus). Expression of Wap65 has proved to be a natural physiological adaptive answer of teleost fish to warm temperature acclimation. In all fish species studied to date, Wap65 was found expressed mainly by the liver, although other tissues seem able to express Wap65 in response to a warm temperature acclimation, in a specie specific manner. Here, we investigate the tissue specific expression of Wap65 in D. labrax and S. aurata in response to a warm temperature acclimation, by RT-PCR analysis.     

翘嘴鲌Sox9基因的克隆及CpG岛甲基化与基因表达的关系

为了揭示翘嘴鲌(Culter alburnus)性别决定与分化的作用机制, 进而更好地发展性别控制育种技术, 研究重点分析了Sox9基因在翘嘴鲌性腺分化过程中的作用。通过RT-PCR和RACE方法获得了翘嘴鲌2个旁系同源基因Sox9a和Sox9b的cDNA序列: Sox9a全长1642 bp, 编码458个氨基酸; Sox9b全长1673 bp, 编码456个氨基酸。序列分析表明两者相似度达到73.95%, 编码HMG盒区域极其保守。蛋白质次级结构预测显示Sox9a和Sox9b除了保守的HMG盒结构域外, 还存在2个核定位信号; 两者的三维结构都存在多个螺旋结构。系统进化树分析发现翘嘴鲌Sox9a与罗非鱼关系最近, 但Sox9b形成单独的一支。利用实时荧光定量PCR技术分析了翘嘴鲌Sox9a和Sox9b基因在各成体组织中的表达水平, 结果显示Sox9a在脑和精巢中表达量最高, 其次是肌肉、鳍条、眼睛和卵巢, 在肾脏、脾脏、肝脏中相对较低; Sox9b只在脑、鳍条、眼睛和精巢中检测到一定水平的表达。通过重亚硫酸氢盐DNA测序方法分析了翘嘴鲌性腺组织Sox9a启动子CpG岛甲基化修饰模式, 结果显示在精巢中CG位点几乎不发生甲基化, 然而卵巢中的甲基化程度非常高。这些结果表明启动子CpG甲基化可以调控Sox9a的性别异形表达, 表观遗传修饰在翘嘴鲌性腺发育过程中可能具有重要的生物学功能。     

草鱼免疫相关基因Prkrip1的克隆和表达分析

随着草鱼养殖规模的扩大, 草鱼的病毒性疾病极大地影响着草鱼的产量。开展鱼类病毒免疫反应相关功能基因的研究意义重大。研究首先通过同源克隆的方法从草鱼中克隆到了一段Prkrip1基因的EST序列, 进一步通过RACE、长片段PCR和Genome walking的方法获得了该基因的全长cDNA序列、基因组DNA序列和启动子区序列。氨基酸序列分析显示, Prkrip1含有3个核定位信号和一个双链RNA结合区, 并具有与PKR结合的保守N端区; 荧光报告基因的表达证实我们所克隆到的启动子区是有活性的, 可用于后续该基因的转录调控分析; Real-time PCR分析发现, Prkrip1 基因在草鱼的肝和血中表达量最高, GCRV感染后在大部分免疫组织中均上调表达, 说明该基因确实与病毒感染相关。研究结果为Prkrip1基因在硬骨鱼类的功能研究提供了线索, 也为鱼类天然免疫反应中调控PKR信号通路的系统研究提供了理论依据。