青海湖裸鲤HIF-2α基因的克隆及其ODD功能域羟化分析

目的：克隆青海湖裸鲤低氧诱导因子-2α（HIF-2α）完整编码区,并分析HIF-2α ODD域与脯氨酸羟化酶3（PHD3）的相互作用。方法：通过RT-PCR与RACE克隆青海湖裸鲤H1F-2α基因序列,GSTpun-down法分析HIF-2α ODD域能否与PHD3相互结合。结果：获得的青海湖裸鲤HIF-2α eDNA序列长为3013bp,其中开放阅读框（0RF）为2502bp。GSTpull-down分析表明,HIF-2α ODD域羟化后能与PHD3形成酶／底物聚合物。结论：青海湖裸鲤HIF-2αODD域没有发生类似HIF-1α的羟化位点变异,能够被PHD3正常识别并结合。     

青海湖裸鲤CYP17a2基因的克隆及表达分析

CYP17a2基因是细胞色素CYP17(cytochrome P450,CYP)超家族成员之一,在卵巢发育过程中,可以与CYP17a1共同作用控制卵子的发育和成熟。研究和掌握青海湖裸鲤(Gymnocypris przewalskii)卵巢发育的基本规律,可为该鱼种的人工增殖放流及其资源保护和恢复提供技术支撑。本研究采用普通PCR和RACE方法克隆得到了青海湖裸鲤CYP17a2基因全长c DNA序列,并分析了其生物信息学意义,通过实时荧光定量PCR确定了CYP17a2基因在青海湖雌性裸鲤各组织中的表达分布特征。该基因的c DNA序列全长为1 871 bp,共编码390个氨基酸,所编码的氨基酸序列与斑马鱼和鲤鱼的同源性最高,分别为69%和64%。该基因在卵巢、卵巢膜、脑、肌肉、肝胰脏中均有表达,以在卵巢中表达量最高(p0.01)。本研究结果将为进一步开展CYP17a2基因在青海湖裸鲤卵巢发育的分子调节机理的研究中提供基础数据。     

鳜鱼基因表达转录分析中的内参选择比较

目前基因表达的转录分析多采用单一或多个看家基因作为内参来校正目的基因的表达量。该实验以鳜鱼6个不同组织和5个不同胚胎发育阶段为研究对象,应用实时荧光定量PCR技术,观察了GAPDH、β-actin和18S rRNA三个看家基因mRNA水平的表达情况。geNorm统计分析表明,胚胎发育阶段β-actin表达最为稳定;不同的组织样品间,GAPDH表达最为稳定;而18S rRNA 的表达在不同的发育阶段不稳定。当利用多基因作为内参时,使用两个最稳定表达的看家基因即可对目的基因的表达进行准确校正。该结果证实了基因表达转录分析中内参基因选择的必要性,同时为鳜鱼等鱼类基因表达分析时内参基因的选择提供有价值的参考     

花斑裸鲤胚胎/仔鱼型血红蛋白基因家族成员鉴定与时序表达研究

为了探讨花斑裸鲤(Gymnocypris eckloni)血红蛋白时序转换 利用花斑裸鲤全基因组数据鉴定胚胎/仔鱼型血红蛋白基因家族成员, 并通过整胚原位杂交方法, 检测花斑裸鲤胚胎/仔鱼型血红蛋白基因在胚胎发育不同阶段的表达及定位。结果表明, 花斑裸鲤基因组中共鉴定到5个胚胎/仔鱼型血红蛋白基因, 分别为hbae1、hbae4、hbae5、hbbe1和hbbe3, 与斑马鱼(Danio rerio)相比, 花斑裸鲤基因组缺少hbae3和 hbbe2 基因, 暗示第四轮全基因组复制事件后所经历的小规模基因删除事件在花斑裸鲤特异性血红蛋白基因形成中发挥了重要作用。整胚原位杂交结果显示, hbae1基因在胚胎发育的120h至432h内持续表达, hbbe1基因在96h开始表达持续至432h, hbbe3基因杂交信号出现在胚胎发育120h至384h内, 在胚胎发育全过程中未能观察到hbae4和hbae5基因的杂交信号。杂交信号主要位于胚胎正中轴、后部侧向中胚层、背主动脉腹侧区、尾部造血区及卵黄。正义探针作为阴性对照, 在胚胎发育阶段均无任何杂交信号。花斑裸鲤具有与其他鱼类不同的胚胎/仔鱼型血红蛋白基因家族成员及血红蛋白转换表达特征; hbae1、hbbe1和hbbe3基因在花斑裸鲤早期胚胎发育过程中发挥重要作用, 而hbae4和hbae5基因的生物学功能可能有所弱化。     

兴国红鲤ER基因克隆表达及EE2暴露对肝中ER表达的影响

为评估环境内分泌干扰物对鱼类的影响,研究克隆了兴国红鲤雌激素受体（Estrogen receptor,ER）4种亚型ERα、ERβ、ERβ1、ERβ2的全长cDNA序列,氨基酸序列比对发现兴国红鲤ERs分别与3种鲤科鱼类相应亚型具有较高的同源性。实时荧光定量PCR（qRT-PCR）检测结果表明,4种ER亚型mRNA在雌雄成体组织中呈现差异表达,雌性个体中,肝、卵巢和肠中4种ERs的表达量均较高;在雄性个体中,ERα和ERβ主要在肝中表达,ERβ1、ERβ2分别在肠和精巢中的表达量最高。将150日龄的兴国红鲤幼鱼分别暴露在0.01、0.1和1 nmol/L的17α-乙炔基雌二醇（EE2）中4周,检测了雌性幼鱼肝中4种ER基因的表达变化情况。在EE2中暴露1-2周后,兴国红鲤雌性幼鱼肝中ERα基因的表达水平有极显著的提升;各浓度EE2能持续显著促进其肝中ERβ的表达;在1-2周内各浓度EE2对ERβ1表达有所抑制;第1周EE2能够抑制ERβ2基因mRNA的表达,并在0.01 nmol/L时抑制作用达到了显著的水平。上述研究结果表明,EE2暴露能诱导或抑制兴国红鲤雌性幼鱼肝中ER亚型的表达,相对于ERβ、ERβ1和ERβ2、ERα可作为EE2短期（1-2周）敏感性生物学标记。     

南亚实蝇鞣化激素基因的克隆与表达分析

【目的】克隆南亚实蝇Zeugodacus tau鞣化激素基因,分析其分子特征及时空表达模式,为探索其生理功能奠定基础。【方法】利用同源克隆和RACE技术从南亚实蝇刚羽化成虫中克隆鞣化激素基因bursicon-α和bursicon-β的全长cDNA序列,并用邻接法(neighbor-joining method)与其他昆虫同源序列构建系统发育进化树。利用荧光定量PCR技术检测这两个基因在南亚实蝇不同发育阶段(卵、1-3龄幼虫、预蛹、蛹和刚羽化成虫)的表达特性。【结果】克隆获得南亚实蝇鞣化激素基因bursicon-α(GenBank登录号:MH421861)和bursicon-β(GenBank登录号:MH421862)。bursicon-α基因开放阅读框为551 bp,编码183个氨基酸;bursicon-β基因开放阅读框为467 bp,编码156个氨基酸。基于两个鞣化激素基因的氨基酸序列的系统发育树分析显示,南亚实蝇Bursicon-α与Bursicon-β均与瓜实蝇Zeugodacus cucurbitae的同源蛋白亲缘关系最近,且与其他双翅目昆虫的同源蛋白聚为一类,形成独立的分支。荧光定量PCR结果表明,两个基因在南亚实蝇各龄期均有表达,均在第5天蛹和刚羽化成虫翅伸展时期表达量最高。【结论】bursicon-α和bursicon-β基因在南亚实蝇不同发育阶段表达量不同,推测其在南亚实蝇成虫表皮鞣化和翅的形成中发挥着重要作用。本研究为进一步探索鞣化激素在南亚实蝇生长过程中表皮的骨化、翅的重建等方面的功能机制奠定了基础。     

百脉根NIN旁系同源蛋白的结构歧异和功能分化

目的:研究百脉根(Lotus japonicus)NIN转录因子和它的旁系同源蛋白的结构歧异和功能分化。方法:从百脉根基因组中获取完全的NIN旁系同源蛋白质序列,通过生物信息学手段进行系统发育、理化性质、功能位点和蛋白质三级结构同源建模分析。结果:总共获得5个NIN旁系同源蛋白序列,其中2个属于新鉴别的成员,它们分属于两个不同的进化分支;脯氨酸含量在LjNLP3中比次高的LjNLP1增加33%,提示其具有耐旱的功能特征;功能位点分析显示NIN旁系同源蛋白之间存在差异,提示它们可能通过翻译后修饰发生了功能分化;LjNIN蛋白在进化过程中用一段α螺旋替代了LjNLP1的一段β折叠,这一差异可能导致百脉根Nin招募为根瘤感受基因。结论:初步揭示了百脉根NIN旁系同源蛋白的结构歧异与功能分化的关系,为进一步的实验研究奠定了基础。     

建鲤生长激素受体基因分离、转录子多态性以及组织表达特性

使用PCR、RT-PCR和RACE方法分离克隆了建鲤基因组内的4个jlGHRs基因,同源性分析和系统树表明它们两两分属于鱼类GHR1和GHR2,命名为jlGHR1a、jlGHR1b;jlGHR2a、jlGHR2b。jlGHR1s和jlGHR2s的两个旁系同源基因间氨基酸差异分别为5%和11%,但功能保守区FGVFS基序、Box1、Box2基本一致,jlGHR1s和jlGHR2s氨基酸差异为41%。jlGHRs和斑马鱼GHRs基因结构相同,在阅读框内存在7个内含子,两旁系同源基因间内含子长度或序列存在差异。jlGHR1s、jlGHR2s与不同鱼类GHR1、GHR2同源性高低与传统分类地位一致。实验过程中发现建鲤肝脏存在jlGHRs的多种转录子,包括丢失了外显子4的jlGHR1b’、保留了内含子3的jlGHR2a’、丢失了部分外显子8的jlGHR2as。实时定量RT-PCR组织表达结果显示4个jlGHRs在脑、肝、心、头肾、肾、肠、脾、肌肉各组织中均有表达,但表达量差异明显,其中肌肉组织中4个基因表达量均最高,脑中4个基因的表达水平相当,其余各组织中jlGHR2b的表达量均最高。从多转录子和较低表达量推测jlGHR2a所受的选择压力低于jlGHR2b。鲤鱼基因组内分离到GHR1、GHR2的两个旁系同源基因在功能基因方面证实了鲤鱼体内存在两套基因,表明鲤鱼是研究同源基因变异分化的好材料,也为今后正确查找jlGHRs基因上的SNP位点奠定了基础。     

裂腹鱼亚科鱼类Hif-α基因的分子进化及低氧诱导表达

目的 探究低氧诱导因子Hif-α在裂腹鱼亚科鱼类适应低氧环境中的作用及表达调控。方法 利用RT-PCR技术获得了裂腹鱼亚科鱼类13个代表物种的Hif-1αΑ、Hif-1αB、Hif-2αΑ和Hif-2αB基因编码区序列,基于裂腹鱼亚科鱼类系统进化关系开展了基因选择压力分析,并选取花斑裸鲤进行低氧诱导表达研究。结果 Hif-1αΑ、Hif-1αB、Hif-2αΑ和Hif-2αB基因编码区长度分别为2196、2325、2544和2511 bp。通过序列比对发现裂腹鱼亚科鱼类HIF1αΑNODD结构域中保守脯氨酸羟基化基序LxxLAP发生缺失,特化及高度特化的裂腹鱼的HIF1αBCODD结构域中脯氨酸羟基化基序突变为PxxLAP。与常氧组相比,在重度缺氧条件下花斑裸鲤的脑和心脏组织中部分Hif-α基因表达量显著下降,在中度低氧中心脏组织中的Hif-1αA和Hif-2αA基因表达量上调。结论 Hif-α基因在13个物种中受到正向选择作用,但具体物种分支有待进一步研究,同时裂腹鱼亚科鱼类在适应慢性低氧和急性低氧环境可能存在两种不同的表达调控机制。     

草鱼MYH mRNA表达量分析中采用的内参基因稳定性比较

本研究分别以β-actin、18S rRNA和GAPDH为内参基因,采用实时荧光定量PCR对草鱼早期发育时期肌球蛋白重链(myosin heavy light,MYH)基因的mRNA表达量进行分析,并比较不同内参基因对MYH基因mRNA表达水平检测结果的准确性.研究结果表明,以β-actin和GAPDH作为内参,MYH基因mRNA表达水平完全一致,其表达量从原肠到仔鱼阶段逐次递增,仔鱼与原肠期阶段相比表达量差异显著;当采用18S rRNA作为内参时,MYH基因mRNA在发育阶段的表达量呈不稳定状态.因此,β-actin和GAPDH均可作为内参基因,用于草鱼早期发育中MYH基因mRNA的相对定量研究:而18S rRNA作为内参时,可能会对检测结果造成偏差.本研究不仅准确的揭示了草鱼MYH基因mRNA的表达特征,并且为荧光定量PCR技术在鱼类基因表达研究方面提供了有价值的参考.     

Phylogeography and conservation genetics of Lake Qinghai scaleless carp Gymnocypris przewalskii

The objective of this study was to examine the spatial genetic relationships of the Lake Qinghai scaleless carp Gymnocypris przewalskii within the Lake Qinghai system, determining whether genetic evidence supports the current taxonomy of Gymnocypris przewalskii przewalskii and Gymnocypris przewalskii ganzihonensis and whether Gymnocypris przewalskii przewalskii are returning to their natal rivers to spawn. Comparison of mitochondrial (control region) variation (42 haplotypes in 203 fish) of G. przewalskii with the postulated ancestral species found in the Yellow River, Gymnocypris eckloni (10 haplotypes in 23 fish), indicated no haplotype sharing, but incomplete lineage sorting. Consistent with the sub-species status, an AMOVA indicated that the Ganzi River population was significantly different from all other river populations (F(ST) = 0·1671, P < 0·001). No genetic structure was found among the other rivers in the Lake Qinghai catchment. An AMOVA of amplified fragment length polymorphism (AFLP) loci, however, revealed significant genetic differences between most spawning populations (F(ST) = 0·0721, P < 0·001). Both mitochondrial and AFLP data found significant differences among G. p. przewalskii, G. p. ganzihonensis and G. eckloni (F(ST) values of 0·1959 and 0·1431, respectively, P < 0·001). Consistent with the incomplete lineage sorting, Structure analysis of AFLP loci showed evidence of five clusters. One cluster is shared among all sample locations, one is unique to G. p. ganzihonensis and G. eckloni, and the others are mostly found in G. p. przewalskii. Genetic evidence therefore supports the current taxonomy, including the sub-species status of G. p. ganzihonensis, and is consistent with natal homing of most Lake Qinghai populations. These findings have significant implications for the conservation and management of this unique and threatened species. The evidence suggests that G. p. przewalskii should be treated as a single population for conservation purposes. Exchangeability of the populations, however, should not be used to promote homogenization of fish spawning in the different rivers. As some degree of genetic divergence was detected in this study, it is recommended that the spawning groups be treated as separate management units.     

线粒体控制区在鱼类种内遗传分化中的意义

线粒体DNA（mtDNA）作为分子标记已被广泛应用于各物种系统发生的研究。mtDNA控制区序列（D-Loop）以其较高的突变积累对于研究物种种内的遗传分化具有重要价值。鱼类是脊椎动物中最原始但在种属数量上又最占优势的类群,其物种繁多,分布广泛,起源复杂,研究其系统发生历来是令人饶有兴趣的课题。D-Loop在研究鱼类种内遗传分化中具有多方面的重要意义。近年来,已有越来越多的研究工作将D-Loop作为分子标记来探讨各种鱼类的种内遗传分化,并且获得了许多有启发性的结果。青海湖是我国内陆最大的咸水湖,湖中主要鱼类为青海湖裸鲤（Gymnocypris przewalskii）,D-Loop分析初步结果显示青海湖及其周围河流中的裸鲤似乎没有新的种内遗传分化现象。      

Evolution and Regulation of the Downstream Gene of Hypoxia-Inducible Factor-1α in Naked Carp (Gymnocypris przewalskii) from Lake Qinghai, China

The naked carp (Gymnocypris przewalskii) is a native teleost of Lake Qinghai (altitude, 3.2 km) on the Qinghai-Tibet Plateau in China. Hypoxia-inducible factor (HIF)-1α of Gymnocypris przewalskii was cloned and a phylogenetic tree for vertebrate HIF-1α was constructed. By analysis of maximum likelihood models of codon substitutions for HIF-1α, three positive sites in the branch lineages of crucian carp, eelpout, and flounder, and a higher proportion of neutral sites in naked carp, antarctic eelpout, rainbow trout, and grayling, were detected among all teleosts. It seems that low habitat temperatures relax the purifying selection of HIF-1α in these stenothermal coldwater fish, and both cold and hypoxic lake water contributed to the evolution of the HIF-1α gene in the naked carp. Furthermore, Glut 1 mRNA, a gene downstream from HIF-1α, has a time-course- and tissue-specific dependent response to hypoxic challenge.     

青海湖裸鲤体外肝胰细胞原代与传代培养

采用组织块移植培养技术,分别用DMEM和RPM11640培养基对青海湖裸鲤肝胰组织细胞进行原代培养。培养48h组织块周围有细胞迁出,并形成生长晕。培养一周可形成单层细胞。对原代培养的单层细胞用胰蛋白酶-EDTA消化后,传代培养至第四代。确立青海湖裸鲤肝胰细胞培养条件为：培养基为DMEM,培养温度为27℃,pH值为7．0—7．5,原代培养血清浓度为20％,传代培养的血清浓度为10％,无需通入CO2和添加细胞生长因子。     

鲤鱼(Cyprinus carpio)生长激素基因克隆及原核表达

采用逆转录—聚合酶链式反应（ＲＴ－ＰＣＲ）方法,从鲤鱼脑垂体总ＲＮＡ中扩增出编码鲤鱼生长激素（ＧＨ）成熟肽基因序列．定向克隆至质粒ｐＵＣ１８,克隆的鲤鱼ＧＨｃＤＮＡ不含信号肽序列并以新的起始密码子ＡＴＧ取代鲤鱼ＧＨｃＤＮＡ第１个密码子ＴＣＡ．序列分析表明,与Ｋｏｒｅｎ报道的鲤鱼ＧＨｃＤＮＡ相比有两个碱基差异,但推断的氨基酸序列完全一致．将鲤鱼ＧＨｃＤＮＡ定向克隆至原核表达载体ｐＢＶ２２０,构建成重组鲤鱼ＧＨ基因表达载体ｐＢＶｃＧＨ８．ＳＤＳ－ＰＡＧＥ和薄层扫描分析表明：经４２℃诱导,ｐＢＶｃＧＨ８在大肠杆菌中可表达一分子量约２２０００的特异蛋白,表达量占细胞总蛋白的２９．２％．该基因重组的鲤鱼ＧＨ添加到饲料中投喂罗非鱼,证实有明显的促进生长作用     

Preliminary investigation on otolith microchemistry of naked carp (Gymnocypris przewalskii) in Lake Qinghai, China

The paper represents the first otolith study on trace element (Sr, Mg) concentrations of naked carp (Gymnocypris przewalskii), an endemic and endangered migratory species in high-altitude Lake Qinghai and its tributaries of China, using electron probe microanalysis (EPMA). Results from life-history transect analyses and X-ray intensity maps suggested that the general reference criterion for discrimination of the salinity habitats of freshwater, brackish and seawater by the otolith Sr:Ca ratio of diadromous fish cannot be used as a reliable indicator for reconstructing the migration history of naked carp between different habitats. On the contrary, Mg concentrations and Mg:Ca ratios were found inconsistent in all otolith samples of G. przewalskii. The otolith regions with higher Mg concentrations (greenish) might coincide with the period that yolk provides nutrition to G. przewalskii. The lower Mg:Ca ratios in most regions of otolith showed that Mg in G. przewalskii might be regulated to that low level during its lifespan in Lake Qinghai. This suggests that the distinct EPMA approach can provide new visualization insight into the ontogenetic and migration patterns of G. przewalskii.     

草鱼与鲢鱼肥胖基因克隆与序列分析

肥胖基因产物leptin是调节哺乳动物摄食、能量代谢等生命活动的重要细胞因子。 应用RT-PCR和RACE法获得了草鱼(Ctenopharyngodon idellus)和鲢鱼(Hypophthalmichthys molitrix) leptin基因的全长cDNA序列分别为1 096 bp和1 176 bp,编码173和172个氨基酸。氨基酸序列同源性分析表明,草鱼和鲢鱼的leptin序列与其它鲤科鱼类leptin的同源性较高,而与其他鱼类的leptin同源性很低,但所有鱼类的leptin均含有用于形成二硫键的高度保守的半胱氨酸。系统进化树分析显示,草鱼和鲢鱼leptin与其他鱼类leptin聚于一进化分支。应用PCR和Genome Walker方法,进一步获得了草鱼和鲢鱼leptin基因的内含子和5′侧翼区序列。结果表明,获得的草鱼和鲢鱼leptin基因长度分别为2 129 bp和2 192 bp,含有与其他脊椎动物leptin相似的基因结构（含三个外显子和两个内含子）。本研究为深入研究鱼类肥胖基因结构功能关系与鱼类抗肥胖品系定向遗传选育奠定了良好的基础。