三种沼虾的COI基因序列变异及其分类地位探讨(英文)

罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)和日本沼虾(M.nipponense)经在我国得到广泛的养殖,产生巨大的经济效益.祁连沼虾(M. qilianensis)是自然分布在我国甘肃省的土著虾种,因其外部形态符合沼虾属的特征,而被前人归入沼虾属.为了从分子生物学的角度理解罗氏沼虾、日本沼虾与祁连沼虾的遗传差异,为合理开发和利用沼虾资源提供理论基础,作者对这3种沼虾的线粒体COI基因序列进行研究.从甘肃、浙江等地分别采集这三种沼虾的样本各10尾,共30尾,其中祁连沼虾是野生样本,而罗氏沼虾和日本沼虾都是养殖样本.通过PCR方法扩增线粒体COI基因,并测序.通过比对,获得一致序列649 bp.在30个样本中共检测到169个变异位点,占总变异的26.04%;共检测到7种单倍型.3种沼虾的核苷酸多态性分别为:罗氏沼虾0.411%、日本沼虾0.092%、祁连沼虾0.031%.野生的祁连沼虾遗传多样性远远低于养殖的罗氏沼虾和日本沼虾.三种沼虾单倍型之间的Kimura双参数遗传距离在19.87%～23.84%,三者之间的遗传距离较大,提示三者均为有效种.为进一步确定这三种沼虾在长臂虾科的分类地位, 我们从NCBI数据库中下载了长臂虾科的其它种类的COI序列进行系统发生分析.用NJ法构建的分子系统树显示:日本沼虾和罗氏沼虾与沼虾属的其它种类聚成一枝,而祁连沼虾与同亚科的脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)和长角长臂虾(Palaemon debilis)较沼虾属另10种虾的遗传距离近,即祁连沼虾与白虾属及长臂虾属聚成另一枝.凶此,COI序列的结果不支持祁连沼虾归入沼虾属.但其分类地位应该综合多方面证据重新进行分析确定.     

长江口安氏白虾与日本沼虾营养成分比较

本文对长江口安氏白虾和日本沼虾的营养成分和营养品质进行了比较.结果表明:安氏白虾的水分和粗灰分含量显著低于日本沼虾 (P<0.05),而粗脂肪和粗蛋白含量显著高于日本沼虾(P<0.05);安氏白虾和日本沼虾的氨基酸组成基本一致,均含有17种氨基酸,必需氨基酸指数(EAAI)分别为52.77和52.67,其构成比例符合联合国粮农组织/世界卫生组织(FAO/WHO)的标准;安氏白虾脂肪酸中二十碳五烯酸(EPA)与二十二碳六烯酸(DHA)的总量明显高于日本沼虾,分别为28.32%±0.49%和14.89%±0.63%;矿物元素中常量和微量元素含量均较丰富,微量元素之间的比例较合理,其中,安氏白虾的常量元素含量较高,而日本沼虾的微量元素含量较高,而日本沼虾的微量元素含量较高,从以上结果可见,安氏白虾和日本沼虾均含有较丰富的各种营养成分,但从EPA和DHA的含量来看,脂肪酸的营养价值安氏白虾高于日本沼虾;从Fe、Cu、Zn和Se的含量来看,微量元素营养价值日本沼虾高于安氏白虾.     

饵料淀粉水平对饥饿后日本沼虾生长代谢的影响

研究了饵料淀粉水平对饥饿后日本沼虾生长代谢的影响,探讨营养水平对日本沼虾补偿生长的作用.结果表明,在4 d饥饿后,饵料中20%、25%的淀粉水平能使日本沼虾达到完全补偿生长,机体代谢率高于对照组,而8 d的饥饿处理,各组日本沼虾的生长代谢均低于对照组,说明饥饿时间及恢复投喂后饵料淀粉水平对日本沼虾补偿生长有一定的影响.     

日本沼虾三群体线粒体16S rRNA基因片段序列的差异与系统进化

通过对日本沼虾(Macrobrachium nipponense)3个群体线粒体DNA 16S rRNA基因片段进行扩增和测定,得到长度为495bp的片段,其碱基A、T、G和C的平均含量分别为28.6%、36.1%、22.7%和12.5%,AT含量明显高于GC含量。通过对日本沼虾16SrRNA基因片段遗传特征的研究发现其种内变异很小,在3个群体中只有5个位点发生转换。另外,利用其454bp的同源序列,以中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)为外群探讨了沼虾属日本沼虾、罗氏沼虾(M.rosenbergii)等8种沼虾的系统进化关系。用MEGA3.1软件中的NJ法构建的分子进化树,日本沼虾3个群体先聚在一起后与海南沼虾聚在一起;另外,罗氏沼虾与马氏沼虾、短腕沼虾与贪食沼虾亲缘关系较近先聚在一起,然后再与大臂沼虾和等齿沼虾聚在一起,最后才与外群中国明对虾聚在一起。     

三种沼虾的COI基因序列变异及其分类地位探讨

罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)和日本沼虾(M. nipponense)已经在我国得到广泛的养殖,产生巨大的经济效益。祁连沼虾（M. qilianensis）是自然分布在我国甘肃省的土著虾种,因其外部形态符合沼虾属的特征,而被前人归入沼虾属。为了从分子生物学的角度理解罗氏沼虾、日本沼虾与祁连沼虾的遗传差异,为合理开发和利用沼虾资源提供理论基础,作者对这3种沼虾的线粒体COI基因序列进行研究。从甘肃、浙江等地分别采集这三种沼虾的样本各10尾,共30尾,其中祁连沼虾是野生样本,而罗氏沼虾和日本沼虾都是养殖样本。通过PCR方法扩增线粒体COI基因,并测序。通过比对,获得一致序列649 bp。在30个样本中共检测到169个变异位点,占总变异的26.04%;共检测到7种单倍型。 3种沼虾的核苷酸多态性分别为：罗氏沼虾0.411%、日本沼虾0.092%、祁连沼虾0.031%。野生的祁连沼虾遗传多样性远远低于养殖的罗氏沼虾和日本沼虾。三种沼虾单倍型之间的Kimura双参数遗传距离在19.87%~23.84%,三者之间的遗传距离较大,提示三者均为有效种。为进一步确定这三种沼虾在长臂虾科的分类地位, 我们从NCBI数据库中下载了长臂虾科的其它种类的COI序列进行系统发生分析。用NJ法构建的分子系统树显示：日本沼虾和罗氏沼虾与沼虾属的其它种类聚成一枝,而祁连沼虾与同亚科的脊尾白虾（Exopalaemon carinicauda）和长角长臂虾（Palaemon debilis）较沼虾属另10种虾的遗传距离近,即祁连沼虾与白虾属及长臂虾属聚成另一枝。因此,COI序列的结果不支持祁连沼虾归入沼虾属。但其分类地位应该综合多方面证据重新进行分析确定。     

不同途径感染白斑综合征病毒 (WSSV) 对日本沼虾的致病性

日本沼虾肉质鲜美、经济价值高,但其对白斑综合征病毒(White spot syndrome virus,WSSV)的易感性尚不明确。采用流行病学调查、感染试验和荧光定量PCR(qPCR)等方法,研究了日本沼虾Macrobrachium nipponense对WSSV的易感性、感染发病率以及WSSV在其体内的增殖情况。结果表明:日本沼虾是WSSV的自然宿主,上海市附近省份地区120个样本的自然携带率为8.33%。日本沼虾可以通过注射、摄食、浸泡途径感染WSSV,10 d内累计感染率均为100%,累计死亡率分别为100%、75%和0%。其中注射途径感染日本沼虾,感染后5 d肌肉病毒含量达到感染后1 d的1 000倍,8 d死亡率达100%。用注射WSSV感染日本沼虾死亡率来测量病毒致死日本沼虾的半数致死剂量(LD_(50)),2.71×10~5病毒粒子/μL能使日本沼虾死亡率达到50%以上。在养殖生产中,日本沼虾可以通过摄食感染WSSV的病虾或死虾而感染WSSV,也能通过浸泡在含WSSV的水体中而感染,并因此成为一种传播媒介,从而影响了WSSV的迅速传播与致病。     

鄱阳湖日本沼虾15个群体遗传多样性的微卫星分析

利用徽卫星分子标记研究鄱阳湖15个日本沼虾(Macrobrachium nipponense野生群体的遗传多样性.结果表明:10个微卫星位点呈高度多态性,共检测到129个多态性位点;每个群体中至少有5个位点显著偏离Hardy-Weinberg平衡,表现出杂合不足;15个日本沼虾群体均表现出较高的遗传多样性,其中大坝外群体和星池群体遗传多样性较高,万户和湖口群体相对较低.瓶颈效应和突变-漂移平衡分析表明,鄱阳湖日本沼虾群体近期没有经历过瓶颈效应,群体数量也没有下降.群体间F统计量及AMOVA分析显示,鄱阳湖日本沼虾群体存在极显著的遗传分化程度(FST=0.04709,P＜O.01).综上所述,鄱阳湖日本沼虾群体具有丰富的遗传多样性,可作为日本沼虾选育的基础群.     

日本沼虾肌抑素前体肽在枯草芽孢杆菌的表达及其对生长效果的影响

为研究日本沼虾肌抑素前体肽(MSTNpp)对生长的作用机理, 实验采用枯草芽孢杆菌表达日本沼虾肌抑素前体肽蛋白, 按照枯草芽孢杆菌的偏爱密码子, 对MSTNpp基因序列进行优化合成BsMSTNpp, 构建得到重组表达质粒pGJ105-BsMSTNpp。经枯草芽孢杆菌转化、发酵及Western blot鉴定, 结果显示重组MSTNpp蛋白分子量约为36.0 kD。重组MSTNpp表达量随发酵时间延长逐渐升高, 100h表达量相对于24h提高了10倍。为验证表达产物的生物活性, 选择平均体重为(1.52±0.11) g, 平均体长为(4.55±0.21) cm的健康日本沼虾, 随机分为4组, 每组3个重复, 每个重复200尾, 在日本沼虾基础饲料中添加0.5‰和1‰重组枯草芽孢杆菌菌剂(109 CFU/g), 作为实验组1和实验组2; 投喂日本沼虾基础饲料, 作为对照组1, 在日本沼虾基础饲料中添加1‰空白枯草芽孢杆菌, 作为对照组2; 试验周期30d。结果显示, 实验组1、实验组2日本沼虾特定生长率显著高于对照组1(P<0.05), 和对照组2间不存在显著性差异; 实验组1、实验组2的肌酸激酶(Creatine kinase, CK)活性显著高于对照组(P<0.05)。结果表明, 重组表达MSTNpp枯草芽孢杆菌能有效提高日本沼虾CK酶活性, 推测MSTNpp通过促进肌细胞增殖和分化提高肌肉组织生长, 从而进一步影响日本沼虾生长速度。实验结果可以为进一步研究肌抑素前体肽应用于日本沼虾养殖提供技术支撑。     

饥饿对日本沼虾摄食节律的影响

本文研究了不同饥饿时间对开本沼虾Macrobrachium nipponense摄食节律的影响.结果表明,饥饿后恢复投饵初始日本沼虾表现出强烈的摄食,摄食节律为单峰型,随着时间的延长,多峰型摄食节律出现.饥饿4 d的日本沼虾在饥饿过程中并未出现饥饿死亡现象,恢复投喂后在较短时间内(5 d)即可恢复正常的摄食节律.饥饿8 d组在饥饿的第6～8 d便可明显观察到虾体色异常并有部分死亡,说明饥饿8 d已经影响到了日本沼虾的存活.饥饿8 d组日本沼虾摄食高峰的变化无明显规律,恢复到正常摄食节律需要较长时间.     

日本沼虾ITS1序列分析及SNPs位点的筛选

研究采用直接测序法,分析日本沼虾(Macrobrachium nipponense)rDNA基因内转录间隔区ITS1的DNA序列,以筛选日本沼虾SNPs位点。共分析了32个太湖水域野生日本沼虾样本,结果表明,日本沼虾ITS1序列平均长度为1749.8bp,是迄今已报道的最长的ITS1序列,A、G、T和C的平均含量分别为29.9%、28.3%、27.7%、14.0%,G+C的含量平均为42.3%。通过序列比对,共筛选出22个SNPs位点,SNPs位点出现频率为0.0126,其中9个为C/T转换(占40.91%),4个为A/G转换(占18.18%),2个为A/T颠换(占9.09%),5个为T/G颠换(占22.73%),1个为A/C颠换(占4.55%),1个A/T或C颠换(占4.55%)。日本沼虾ITS1序列的22个SNP位点中,21个位点为2个等位基因,1个位点出现了3个等位基因,为复等位基因位点。日本沼虾ITS1序列中还发现3个具有多态性的微卫星位点、1个高度变异区以及大量的缺失、插入。研究首次对日本沼虾ITS1序列进行了分析,并发现了大量的SNP位点,为日本沼虾遗传育种研究提供了新的分子标记。