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。       

斑节对虾α-淀粉酶基因的克隆及其表达分析

为了研究斑节对虾α-淀粉酶基因的结构和生物学功能, 根据原实验室构建的斑节对虾(Penaeus monodon) cDNA文库得到的EST序列, 利用RACE技术获得了斑节对虾α-淀粉酶基因(PmAmy)的cDNA全长序列。该基因序列全长2465 bp, 包括2175 bp的开放阅读框, 编码724个氨基酸, 分子总量为78.9 kD, 理论等电点为4.66。PmAmy包含一个α-淀粉酶家族保守的A结构域(Thr34-Ser410)和一个C结构域(Glu420-Ala496)。PmAmy氨基酸序列与其他物种的相似性为47%—99%, 利用PmAmy构建的进化树显示斑节对虾和凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)的亲缘关系最近。基因表达结果显示PmAmy在肝胰腺组织中的表达量显著高于其他组织(P<0.05)。斑节对虾PmAmy基因在卵巢发育的过程中均有表达, 表达量有所变化, 虽然没有发现显著性的差异(P=0.09)。斑节对虾PmAmy在整个生长阶段的检测中都有表达, 其中幼体发育过程中存在显著性差异, 糠虾时期PmAmy表达量显著高于无节幼体、溞状幼体和仔虾时期(P<0.05)。以上实验结果初步说明了PmAmy可能与斑节对虾的幼体发育相关。     

三疣梭子蟹HMGBa基因克隆及其应答不同病原入侵的表达特征

为研究三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)高迁移率族蛋白B (High-mobility group box protein, HMGB)在其先天免疫中发挥的功能, 利用RACE技术首次克隆得到了三疣梭子蟹HMGBa基因, 命名为PtHMGBa。其cDNA序列全长1030 bp, 其中5′端非编码区(UTR)为94 bp, 3′端非编码区(UTR)为255 bp, 开放阅读框(ORF)为681 bp, 编码一个含有227个氨基酸, 分子量25.82 kD, 理论等电点为5.94的蛋白质。PtHMGBa蛋白包含2个HMG盒结构域和一个酸性尾部结构域。分析表明, 三疣梭子蟹HMGBa氨基酸序列与凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei) HMGBa相似度最高。实时荧光定量PCR结果显示, PtHMGBa基因在血细胞和肝胰腺的表达量最高, 在眼柄中表达量最低。在副溶血弧菌和WSSV感染过程中, PtHMGBa基因在肝胰腺和血细胞中均出现了表达上调。其中, 经副溶血弧菌感染后, 该基因在上述2种组织中分别于48h和6h达到表达量的峰值; 经WSSV感染后, 该基因在2种组织中均在12h达到表达量的峰值。结果表明PtHMGBa基因参与了三疣梭子蟹抵御外来病原的免疫响应, 研究为深入开展三疣梭子蟹和其他甲壳动物的免疫调控机理提供了科学依据。     

斑节对虾溶菌酶基因克隆及序列分析

参考对虾溶菌酶基因和类溶菌酶基因及其他多种生物的溶菌酶基因序列 ,设计并合成引物。运用RT PCR技术 ,从斑节对虾血细胞总RNA中扩增获得特异性片段。所获片段回收纯化后克隆到pGEM TEasyVector系统的T载体上。重组子的序列分析表明 ,所克隆的斑节对虾溶菌酶基因片段长 6 5 8bp ,包括溶菌酶基因开放阅读框 (ORF)4 77bp和 3′端非编码区的 181bp。 4 77bpORF共编码 15 8个氨基酸 ,包括溶菌酶成熟肽 14 0个氨基酸残基和信号肽 18个氨基酸残基。斑节对虾溶菌酶成熟肽推测分子量为 16 ,32kd ,等电点为 8 78。与南美白对虾溶菌酶基因的碱基序列及推测氨基酸序列比较 ,同源性分别为 89 5 %和 93 0 % ;与日本对虾类溶菌酶基因的同源性分别为 84 0 %和91 0 %。进一步的序列分析表明 ,斑节对虾溶菌酶氨基酸序列与多种类群生物的c 型溶菌酶氨基酸序列具有较高的同源性 ,并具有与c 型溶菌酶相同的活性位点氨基酸残基Glu51和Asp68,且与活性位点相邻的序列高度保守。斑节对虾溶菌酶氨基酸序列还具有与c 型溶菌酶相同的结构氨基酸——— 8个半胱氨酸残基。因而可认为所克隆的斑节对虾溶菌酶基因属c 型溶菌酶基因。     

锯缘青蟹(Scylla serrata)Hsp70基因cDNA的克隆及序列分析

采用RT-PCR及RACE技术克隆锯缘青蟹(Scylla serrata)的热休克蛋白Hsp70基因并进行序列分析。克隆测序后拼接得到一条长2482 bp的cDNA序列,该序列ORF(Open reading frame,开放阅读框)为1950 bp,编码649个氨基酸,分子量约为71.06 kD,理论等电点为5.24。3'UTR(untranslated region,非编码区)为158 bp,5'UTR为40 bp。通过antheprot分析发现2个Hsp70家族的签名序列:IFDLGGGTFDVSIL,IVLVGGSTRIPKIQK;Dnak特征基序DLGTT-S-V;非细胞器基序:RARFEEL;核定位信号标签:KKDPSESKRALRRL;胞质Hsp70特征基序EEVD。同源性分析表明,锯缘青蟹Hsp70编码区核苷酸序列与凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)、斑节对虾(Penaeus monodon)、罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)的相似性分别为84.02%、83.87%和79.60%;核苷酸序列所推导出的Hsp70氨基酸序列,与凡纳滨对虾、斑节对虾和罗氏沼虾的相似性分别为92.79%、92.17%和96.47%。本研究克隆了锯缘青蟹Hsp70基因,为进一步深入研究锯缘青蟹的抗逆机理及其遗传改良奠定了基础。     

红罗非鱼Na~+-K~+-ATPase α基因的克隆及其在不同盐度条件下mRNA表达差异

为获知红罗非鱼(Oreochromis sp.)Na+-K+-ATPaseα基因的全长分子结构及其在不同盐度条件下的表达情况,采用同源克隆及cDNA末端快速扩增(RACE-PCR)方法,首次在红罗非鱼鳃组织中克隆到了全长为3 379 bp的Na+-K+-ATPaseα基因全长cDNA序列,该序列包含3 072 bp的开放阅读框(ORF),143 bp的5'末端非编码区(UTR)和164 bp的3'末端非编码区(UTR),编码1023个氨基酸,预测分子量为112.5 kD,理论等电点为5.26。BLAST分析显示红罗非鱼Na+-K+-ATPaseα基因编码的氨基酸序列与其它已知物种相应基因编码的氨基酸序列的同源性达到97%-99%;系统进化分析显示,红罗非鱼Na+-K+-ATPaseα亚基与萨罗罗非鱼(Sarotherodon melanotheron)和莫桑比克罗非鱼(Oreochromis mossambicus)亲缘关系较近。应用Real-time PCR技术,以β-actin基因为内参,对不同盐度(0、15、25、32 g/L)条件下鳃组织中Na+-K+-ATPaseα基因的表达情况进行了比较分析,结果表明,当盐度为25 g/L时,Na+-K+-ATPaseα基因的表达量达到峰值,而盐度升至32 g/L时,其表达量呈下降趋势;各盐度处理组中,养殖12 h后Na+-K+-ATPaseα基因的mRNA表达量显著上升(P0.05)并达到最高;随着养殖时间的延长,24 h后该基因mRNA表达量开始降低,但仍然显著高于对照组的表达量值(P0.05)。     

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。     

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。     

柽柳金属硫蛋白基因的克隆及序列分析

用木麻黄(Casuarina glauca)的金属硫蛋白基因(metallothionein 1)氨基酸序列对柽柳ESTs序列本地数据库进行tBlastn检索,获得了柽柳金属硫蛋白基因全长cDNA序列,去除polyA后该基因全长366 bp,其中5′非翻译区97 bp,3′非翻译区59 bp,开放读码框(ORF)长210 bp,编码70 个氨基酸组成的多肽,蛋白分子量为6.793 kD,理论等电点为4.99,含10个Cys,集中分布在肽链的N端和C端。BlastP同源性分析表明该基因与花生同源性最高,与小豆同源性最低。该基因的EST序列在GenBank登录(登录号：CV792539)。     

日本沼虾MT基因克隆、组织差异性表达及与饲料铜、锌含量的相关性

为了更全面理解日本沼虾(Macrobrachium nipponense)的铜/锌营养生理作用,研究利用RACE技术从日本沼虾肝胰腺中克隆获得一金属硫蛋白基因cDNA全长(mn-MT),并对该基因分子特征、组织表达谱和饲料铜/锌水平对其表达的影响进行分析。结果显示:(1)mn-MT cDNA全长665 bp,含编码59个氨基酸的180 bp的开放阅读框,预测该多肽的理论分子量为6.085 kD,等电点为7.73。该蛋白中半胱氨酸含量最高(30.5%),其次是赖氨酸(16.95%)和丝氨酸(10.17%)。相似性分析显示mn-MT氨基酸序列与美洲海螯虾、斑节对虾和中华绒螯蟹MT的相似性分别达到78%、75%和75%。(2)qRT-PCR分析显示, mn-MT mRNA在肝胰腺、血细胞、鳃、胃、卵巢、肠和肌肉中都有表达,其中肝胰腺中表达量最高。(3)用4组铜添加量分别为0、20、40及160 mg/kg的饲料和3组锌添加水平分别为0、35和210 mg/kg的饲料饲喂初重为(0.1010.002) g日本沼虾56d后,分析各组虾肝胰腺的mn-MT mRNA表达。mn-MT mRNA表达随饲料铜水平的提高而升高,到40 mg/kg组达到最高(P0.05),而后开始下降;饲料中高锌(210 mg/kg)显著提高mn-MT表达(P0.05), 0和35 mg/kg组间差异不显著(P0.05)。结果表明饲料中铜/锌均可影响mn-MT表达,且呈现不同的剂量依赖效应。       

Molecular cloning, characterization and expression analysis of thrombospondin gene from Penaeus monodon

In present study, a thrombospondin gene was obtained from the ovary and neurosecretory organ in eyestalk cDNA library of black tiger prawn (Penaeus monodon). The full-length P. monodon thrombospondin (PmTSP) cDNA contained a 5' untranslated region (UTR) of 9 bp, an open reading frame (ORF) of 2778 bp encoding a polypeptide of 925 amino acids with molecular mass 100.57 kDa, and a 3'UTR of 99 bp. ScanProsite analysis indicated that PmTSP contained four chitin-binding type-II domains, an EGF-like domain, eight thrombospondin type-III repeats and one thrombospondin C-terminal domain. Homology analysis of the deduced amino acid sequence of the PmTSP with other known TSP sequences by MatGAT software revealed that the PmTSP shows very high homology with the sequences of Fennerpenaeus chinensis (89.9% similarity, 83.8% identity). Analysis of the tissue expression pattern of the PmTSP gene showed that the PmTSP mRNA was expressed in all tested tissues, including hepatopancreas, ovary, muscle, intestine, neurosecretory organ in eyestalk, neurosecretory organ in brain, stomach, and heart, with highest level in the ovary. Furthermore, the PmTSP expression was found to be of high level in six development stages of the ovary. The results indicated that PmTSP might play an important role in ovarian development.     

Molecular cloning of the black tiger shrimp (Penaeus monodon) elongation factor 2 (EF-2): sequence analysis and its expression on the ovarian maturation stage

The techniques of homology cloning and anchored PCR were used to clone the elongation factor 2 (EF-2) gene from black tiger shrimp (Penaeus monodon). The full length cDNA of black tiger shrimp EF-2 (btsEF-2) contained a 5' untranslated region (UTR) of 73 bp, an ORF of 2541 bp encoding a polypeptide of 846 amino acids with an estimated molecular mass of 95 kDa, and a 3( UTR of 112 bp. The searches for protein sequence similarities with BLAST analysis indicated that the deduced amino acid sequence of btsEF-2 was homological to the EF-2 of other species and even the mammalians. The conserved signature sequence of EF-2 gene family, GTPase effector domain and ADP-ribosylation domain were found in the btsEF-2 deduced amino acid sequence. The temporal expressions of gene in the different ovarian stages were measured by real time PCR. The mRNA expressions of the gene were constitutively expressed in ovary and different during the maturation stages. The result indicated that EF-2 gene was constitutively expressed and could play a critical role in the ovarian maturation stage.     

Molecular analysis of the QM gene from <Emphasis Type="Italic">Penaeus monodon</Emphasis> and its expression on the different ovarian stages of development

In present study, a QM gene was obtained from the ovary and neurosecretory organ in eyestalk cDNA library of black tiger prawn (Penaeus monodon). The full-length black tiger prawn QM (PmQM) cDNA contained a 5′-UTR of 41 bp, an ORF of 663 bp encoding a polypeptide of 220 amino acids with molecular weight 25.5 kDa, and a 3′-UTR of 54 bp. Homology analysis of the deduced amino acid sequence of the PmQM with other known QM sequences by MatGAT software revealed that the PmQM was high homology with other invertebrates. A conserved signature sequence of the QM family was found in the PmQM deduced amino acid sequence. Analysis of the tissue expression pattern of the PmQM gene showed that the PmQM mRNA was expressed in all tissues tested, with highest levels in ovary. Furthermore, the PmQM expression was found to be different in three important ovarian stages of development. The results indicated PmQM might play an important role in ovarian development.     

日本对虾(Marsupenaeys japonicus)HsP70基因cDNA的克隆与序列分析

根据中国明对虾(Fenneropenaeuschinensis)Hsp70的cDNA序列及日本对虾(Marsupenaeusjaponicus)Hsp70cDNA序列片段设计引物,用RT-PCR方法,从经热休克处理的日本对虾鳃总RNA中克隆到长1992bp的Hsp70cDNA序列,包括长1959bp的完整编码序列(CDS)。根据编码序列推导出相应的652个氨基酸,与其他真核生物Hsp70家族成员进行同源性比较,发现与凡纳滨对虾(Litopenaeusvannamei)、斑节对虾(PinaeusmonodonFabricius)、中国明对虾(Penaeuschinesis)的相似度分别为99.5%、99.4%、99.4%,与日本沼虾(Macrobrachiumnipponense)和罗氏沼虾(M.rosenbergii)的相似度分别为93.7%和92.9%,与虹鳟(Oncorhynchusmykiss)、原鸡(Callusgallus)、家鼠(Musmusculus)和人(Homosapiens)的相似度为89.2%、85.4%、88.3%和88.3%,表现出较高的保守性。分析表明所得到的日本对虾Hsp70是一种Dnak亚家族类型的细胞质Hsp70,拥有完整的N端ATP酶结构域(约45kDa)、底物肽结合结构域(18kDa)及C端结构域(10kDa)。以上结果说明我们所得到的序列是一条包含完整CDS的Hsp70基因序列。     

From hepatopancreas to ovary: molecular characterization of a shrimp vitellogenin receptor involved in the processing of vitellogenin

We report the first cloning and characterization of cDNA encoding a putative vitellogenin (Vg) receptor (VgR) from the shrimp, Penaeus monodon. The shrimp VgR cDNA is 6.8 kb; the deduced protein has 1943 amino acids with a molecular weight of 211 kDa. VgR is ovary specific and consists of conserved cysteine-rich domains, epidermal growth factor-like domains, and YWTD motifs similar to the low-density lipoprotein, very low-density lipoprotein, and VgR of insects and vertebrates. VgR expression level in the ovary is low during early vitellogenesis and increases to maximum levels in females with a gonadosomatic index of 3-4, presumably when needed for receptor-mediated endocytosis during the rapid phase of extraovarian Vg production by the hepatopancreas. A peptide from the C-terminal end of VgR was synthesized for antibody production. Anti-VgR antibody recognized an ovarian membrane protein, and the level of this protein was high when extraovarian production of Vg reached peak levels. By immunohistochemical analysis, VgR was detected strongly in the membranes of larger oocytes. VgR expression was knocked down after the shrimp were injected with VgR double-stranded RNA, leading to a decrease in VgR protein content in the ovary, but an increase in the hemolymph level of Vg. This study represents the first report of the functional analysis of a putative VgR in a crustacean.