池蝶蚌HsPif基因的克隆及表达分析

为了探究池蝶蚌(Hyriopsis schlegelii)酸性基质蛋白Pif基因的基本功能,研究通过RACE-PCR技术首次在池蝶蚌中获得了Pif基因的cDNA全长序列,命名为HsPif,其全长为3457 bp, 5′端非翻译区(5′UTR)为485 bp,3′端非翻译区(3′UTR)为363 bp,开放阅读框(ORF)3072 bp,共编码1023个氨基酸,生物信息学分析结果显示HsPif蛋白含有一个von-Willebrand因子A型结构域和三个几丁质结合结构域;氨基酸组成成分结果表明天冬氨酸含量最高,组氨酸含量最低; HsPif蛋白亲水指数为–0.566,为亲水蛋白。构建系统进化树分析显示Pif基因保守性较高,与三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)Pif相似度最高,且与其他贝类在同一个大支上。组织荧光定量PCR结果表明:HsPif基因主要在外套膜中表达;分子原位杂交显示杂交反应主要在外套膜上皮细胞发生。进行植核手术后进行qPCR检测HsPif基因的表达量变化,实验结果表明, HsPif基因可能与珍珠层的分泌有关,有助于进一步了解珍珠形成的机制,为珍珠养殖提供参考。     

水体Ca2+对三角帆蚌珍珠质沉积的影响

为研究不同水体Ca2+浓度(10-80 mg/L)下三角帆蚌生长和珍珠质沉积量和晶体结构的变化, 采用鱼蚌混养的养殖模式养殖10周。结果表明, 1龄幼蚌生长的适宜Ca2+浓度为40 mg/L, 2龄未植片三角帆蚌生长的适宜Ca2+浓度为40-70 mg/L, 2龄植片三角帆蚌珍珠沉积的适宜Ca2+浓度为40 mg/L。拉曼光谱分析和珍珠层小片的扫描电镜观察结果表明, 适宜Ca2+浓度影响三角帆蚌珍珠质沉积可能是通过促进外套膜组织有机基质分泌从而调节CaCO3晶体形成和生长实现的。研究结果提示, 在三角帆蚌生长快速季节, 养殖水体中添加一定的钙源如生石灰等将有利于蚌体和珍珠的生长。同时研究结果也为加快珍珠培育, 提高珍珠品质提供理论依据和实践操纵手段。     

三角帆蚌外套膜及珍珠囊的组织学初步观察

近些年来,人们对海水马氏珠母贝(Pinctada martensii)和淡水池蝶蚌(Hyriopsis schlegelii)等双壳类外套膜及珍珠囊进行了组织学、组织化学和体外培养等的研究,然而结合河蚌人工育珠方面的报道却不多。事实上,欲提高淡水珍珠质量虽取决于多种因素,但其中与取供体蚌中的外套膜外表皮制作植片用的小片部位,以及珍珠囊的形态结构有着非常密切的关系。因此,本文旨在能对提高河蚌人工育珠的质量提供一些参考。     

几种生物CaCO3霰石结晶的取向性

CaCO3结晶广泛分布于生物界,其主要结晶形式为方解石、霰石及球霰石。用X－射线衍射法对三角帆蚌及合浦珍珠母贝的珍珠层、墨鱼骨和大黄鱼耳石的CaCO3结晶进行测定,发现各样品均有一定取向性,以三角帆蚌和合浦珍珠母贝珍珠层的取向性为最强,墨鱼骨的取向性次之,大黄鱼耳石的取向性最小,以上材料粉末样的衍射分析表明,各样品对应d值间差异极小,均为X射线衍射卡（5－0453）所表征的CaCO3霰石结构。     

几种生物CaCO_3霰石结晶的取向性

ＣａＣＯ３结晶广泛分布于生物界,其主要结晶形式为方解石、霰石及球霰石。用Ｘ－射线衍射法对三角帆蚌及合浦珍珠母贝的珍珠层、墨鱼骨和大黄鱼耳石的ＣａＣＯ３结晶进行测定,发现各样品均有一定取向性,以三角帆蚌和合浦珍珠母贝珍珠层的取向性为最强,墨鱼骨的取向性次之,大黄鱼耳石的取向性最小,以上材料粉末样的衍射分析表明,各样品对应ｄ值间差异极小,均为Ｘ射线衍射卡（５—０４５３）所表征的ＣａＣＯ３霰石结构。     

我国五大淡水湖三角帆蚌群体mtDNA CO Ⅰ基因片段变异分析

三角帆蚌（Hyriopsiscumingii）,隶属于瓣鳃纲（Lamelli—brachia）,真瓣鳃目（Eulamellibranchia）,蚌科（Uionidae）,帆蚌属（Hyriopsis）。三角帆蚌是中国特有的优质淡水育珠母蚌。随着珍珠养殖产业的发展,生产中三角帆蚌种质退化严重,筛选或培育出品质优良的三角帆蚌是当前亟需解决的关键问题之一。我国五大湖鄱阳湖、洞庭湖、太湖、巢湖和洪泽湖是三角帆蚌的主要分布区域,对五大淡水湖三角帆蚌群体遗传多样性、群体间遗传变异及亲缘关系的研究将对三角帆蚌种质资源保护和良种选育产生重要的意义。     

合浦珠母贝珍珠的生物学性能初步检测

本研究报道了合浦珠母贝珍珠的生物学性能初步检测结果。珍珠作为—种天然的生物材料。在医药、化妆品工业等领域中的应用已很广泛。本研究对合浦珠母贝珍珠进行了体外细胞毒性试验、溶血试验和经静脉全身急性毒性试验的研究。实验结果表明,合浦珠母贝珍珠具有较好的细胞相容性,其浸提液对实验动物无明显毒性。在本研究中,合浦珠母贝珍珠的浸提液对兔血红细胞的溶血指数高于对照组。     

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。       

几种淡水蚌外套膜蛋白质氨基酸组成及部分元素分析

测定了三角帆蚌、圆背角无齿蚌、褶纹冠蚌、背视丽蚌外套膜的粗蛋白含量 ,分析了外套膜干粉的氨基酸组成 ,并采用原子吸收光谱法和等离子吸收光谱法测定三角帆蚌、圆背角无齿蚌、褶纹冠蚌外套膜的 12种元素含量。结果表明 :干燥外套膜蛋白质含量为 :三角帆蚌 4 1 34% ,圆背角无齿蚌2 2 0 3% ,褶纹冠蚌 32 14 % ,背视丽蚌 7 78%。这四种淡水蚌外套膜均含有 17种氨基酸。被测的 12种元素中 ,Cu元素含量最高 ,其次是Fe ,Mn ,Mg ,Ca ,Zn ,Cr,而Ni,Co ,Pb ,Hg等元素含量较低。这四种淡水蚌外套膜是一类优质的动物蛋白质资源。     

马氏珠母贝PmCOLVIA6基因的克隆和表达分析

collagenⅥ(COLⅥ)是胶原蛋白家族的重要成员,广泛分布于动物体细胞外基质,在脊椎动物骨骼形成过程中发挥重要作用。为了探究COLⅥ在马氏珠母贝贝壳形成中的作用,本研究运用聚合酶链式反应(PCR)和c DNA末端快速扩增技术(RACE)获得了马氏珠母贝Pm COLVIA6基因的全长序列,克隆获得其启动子区域,并对其蛋白结构进行了分析。荧光定量PCR技术检测了该基因在马氏珠母贝各个组织的表达量分布,并利用原位杂交技术检测Pm COLVIA6基因在外套膜的表达定位。结果表明:Pm COLVIA6序列全长为2 100 bp,开放阅读框(ORF)长为1 875 bp,编码624个氨基酸,5'非翻译区(5'UTR)长56 bp,3'非翻译区(3'UTR)长169 bp,于5'调控区克隆得到长为1 826 bp的序列,可能存在4个启动子序列。Pm COLVIA6蛋白含有典型的v WA结构域,但三股螺旋结构缺失。荧光定量分析表明Pm COLVIA6基因在马氏珠母贝的各个组织均有表达,而在珍珠囊和外套膜中央区的表达量显著高于其它组织。原位杂交结果显示Pm COLVIA6的m RNA主要分布于外套膜中央区的外表皮细胞。综上所述,Pm COLVIA6可能参与马氏珠母贝珍珠层的形成。     

The carbonic anhydrase domain protein nacrein is expressed in the epithelial cells of the mantle and acts as a negative regulator in calcification in the mollusc Pinctada fucata

Signals and organic matrix proteins secreted from the mantle are critical for the development of shells in molluscs. Nacrein, which is composed of a carbonic anhydrase domain and a Gly-X-Asn repeat domain, is one of the organic matrix proteins that accumulates in shells. In situ hybridization revealed that nacrein was expressed in the outer epithelial cells of the mantle of the pearl oyster Pinctada fucata. The recombinant nacrein protein inhibited the precipitation of calcium carbonate from a saturated solution containing CaCl2 and NaHCO3, indicating that it can act as a negative regulator for calcification in the shells of molluscs. Because deletion of the Gly-X-Asn repeat domain of nacrein had a significant effect on the ability of nacrein to inhibit the precipitation of calcium carbonate, it is conceivable that the repeat domain has a primary role in the inhibitory function of nacrein in shell formation. Together these studies suggest that nacrein functions as a negative regulator in calcification in the extrapallial space between the shell and the mantle by inhibiting the precipitation of CaCO3.     

马氏珠母贝Sox11基因的克隆及时序表达模式分析

为探究Sox(SRY-related HMG-box genes)基因家族在马氏珠母贝个体发育及性别分化中的作用, 研究首先利用兼并引物从马氏珠母贝基因组中克隆到一个HMG框(high mobility group box), 利用RACE-PCR技术从SMART cDNA文库中克隆到一个Sox基因的cDNA全长, 通过Clustal X和MEGA 4软件对该序列进行比对分析并构建系统进化树; 通过荧光定量PCR技术对该基因在不同组织及发育不同时期性腺中的表达情况进行分析。结果显示, 马氏珠母贝该Sox基因的cDNA全长为1579 bp, 其中开放阅读框(ORF)为1008 bp, 编码336个氨基酸, 5'非编码区为126 bp, 3'非编码区为445 bp。同源性分析表明, 马氏珠母贝Sox基因与太平洋牡蛎Sox11基因的同源性(Identity)最高, 为80%, 故命名为pmSox11; 系统进化树分析也显示pmSox11与太平洋牡蛎Sox11基因的亲缘关系最近。荧光定量PCR分析组织表达特异性显示, pmSox11在马氏珠母贝神经节分布较多的组织如外套膜、鳃、足、消化盲囊等大量表达, 在神经节相对较少的闭壳肌和卵巢中表达量较少; 时序表达图谱显示, pmSox11在3月龄幼贝性腺和1年龄发育早期精巢中表达量最高, 在2年龄成熟精巢和2年龄性转换性腺中表达量降低, 而在2年龄卵巢中表达量最低。研究表明, pmSox11基因可能在马氏珠母贝早期神经系统发育和性别发育的调控方面起到重要作用。     

马氏珠母贝(Pinctada fucata martensii)Pm-HSP70基因的克隆及其对温度胁迫的响应

本实验利用RACE技术克隆获得了马氏珠母贝HSP70 (Pm-HSP70)基因,并对其基因和氨基酸序列结构特征进行了生物信息学分析,同时采用荧光定量PCR技术分析了该基因在不同组织的表达模式及不同温度下的时序表达模式。序列分析表明,Pm-HSP70 cDNA序列全长为2 215 bp,其中开放式阅读框1 899 bp,5'UTR 107 bp,3'UTR 209 bp,编码632个氨基酸,理论蛋白分子量为69.44 kD,理论等电点为5.61。该蛋白具有HSP70家族典型的结构域HSP70,以及ATP结合位点、细胞质特征性保守序列和3个HSP70家族标签。多序列比对结果表明Pm-HSP70与菲律宾蛤仔HSP70同源性最高,为80%;系统进化分析发现,Pm-HSP70与菲律宾蛤仔等贝类HSP70聚为一支。组织表达定量分析结果显示,Pm-HSP70在马氏珠母贝多个组织中均有表达,在肝胰腺中表达量最高,其次是性腺;对不同温度下鳃组织中Pm-HSP70的时序表达分析发现,在处理后各时间点高温组(32℃)基因表达水平最高,且均显著高于对照组(22℃)和低温组(17℃)。以上结果表明Pm-HSP70可能参与马氏珠母贝的高温胁迫响应。该研究为进一步探索Pm-HSP70在马氏珠母贝温度适应性中的作用提供了基础资料。     

马氏珠母贝(Pinctada fucata martensii)Pm-HK基因的克隆及其对温度胁迫的响应

己糖激酶(hexokinase, HK)是糖酵解过程中的首个限速酶。本实验利用RACE技术克隆获得了马氏珠母贝HK (Pm-HK)基因,并对其基因和氨基酸序列结构特征进行了生物信息学分析,同时采用荧光定量PCR技术分析了该基因在不同组织的表达模式及不同温度下的时序表达模式。序列分析表明,Pm-HK cDNA序列全长为2 403 bp,其中开放式阅读框1 548 bp,5'UTR 74 bp,3'UTR 781 bp,共编码515个氨基酸,分子量为57.67 kD,理论等电点为6.08。结构域分析发现Pm-HK具有两个完整的保守功能域Hexokinase_1、Hexokinase_2,以及两个Glucose-6-Phosphate结合位点、三个Glucose结合位点,两个ATP结合位点。多序列比对结果表明Pm-HK与太平洋牡蛎HK同源性最高,为81%;系统进化分析发现,Pm-HK与太平洋牡蛎等贝类HK聚为一支。组织表达定量分析结果显示,Pm-HK在马氏珠母贝肝胰腺中显著高表达;对不同温度下鳃组织中Pm-HK的时序表达分析发现,在处理12 h后各时间点低温组(12℃) Pm-HK基因表达水平最高,且均显著高于中低温组(17℃)、对照组(22℃)和高温组(32℃)。以上结果表明Pm-HK可能参与马氏珠母贝的低温胁迫响应。该研究为进一步探索Pm-HK在马氏珠母贝在温度适应性中的作用提供了基础资料。     

合浦珠母贝PU3基因的克隆及功能鉴定

目的:克隆获得合浦珠母贝PU3基因的序列,并研究其在生物矿化中的功能。方法:使用RACE获得PU3基因的全长;利用实时荧光定量PCR的方法检测PU3基因在不同组织中的表达分布;利用实时荧光定量PCR的方法检测贝壳损伤修复过程中PU3基因的表达量的变化;通过RNAi实验,抑制PU3基因的表达,之后用扫描电子显微镜观察合浦珠母贝贝壳表面的变化。结果:合浦珠母贝PU3基因的cDNA全长为2361bp,编码618个氨基酸。氨基酸序列的功能结构域分析表明其含有4个FN3结构域。该基因在外套膜中高表达,且在外套膜边缘区的表达量高于外套膜中心区。在贝壳损伤修复的过程中,该基因的表达水平呈现上升的趋势。利用RNAi技术抑制PU3基因的表达后,贝壳的棱柱层结构发生了变化,缝隙变宽,且出现空洞。结论:PU3基因所表达的蛋白作为正调控因子参与生物矿化的过程,并主要作用于贝壳的棱柱层,抑制其表达会影响棱柱层的框架结构。     

Soluble proteins of the nacre of the giant oyster Pinctada maxima and of the abalone Haliotis tuberculata: extraction and partial analysis of nacre proteins

Several proteins from nacre of the oyster Pinctada maxima and the abalone Haliotis tuberculata were extracted and partly characterized. Proteins dispersed in aragonite were solubilized during demineralization with acetic acid whereas proteins adsorbed on conchiolin were extracted with sodium dodecyl sulfate and beta-mercaptoethanol. The matrix of Pinctada maxima nacre is composed of one main protein with an apparent molecular weight of 20 kDa (p20). This protein was found in the acetic acid soluble fraction of nacre, as well as in the Laemmli-solubilized extract of conchiolin. In addition, the p20 solubilized with acetic acid can form oligomers made of 6 monomers linked together by disulfide bridges. The first N-terminal 21 amino acids of p20 were determined and no homology with known proteins was found. In Haliotis tuberculata nacre, 5 main proteins were solubilized during demineralization and 3 glycoproteins were detected. Stains-all and Alcian blue staining revealed polyanionic proteins in the extracts isolated from Pinctada maxima and Haliotis tuberculata nacre.