罗氏沼虾MrLc3a基因cDNA的克隆及在副溶血弧菌胁迫下的表达分析

虾类和果蝇同属节肢动物.果蝇的相关研究表明自噬与免疫关系密切,而虾类自噬机制研究鲜少.微管相关蛋白1轻链3 (microtubule-associated protein 1 light chain 3,Lc3)与自噬基因Atg8同源,其与自噬体的形成密切相关,是自噬活性的标志分子.本研究利用RACE技术克隆了罗氏沼虾的MrLc3a基因的全长cDNA,用RT-qPCR检测了该基因在罗氏沼虾主要组织中的表达量;并研究了正常和副溶血弧菌感染两种情况下MrLc3a基因和免疫基因Relish的表达变化情况,为其在病害防御方面的应用提供了前期数据.试验结果表明:MrLc3a基因全长653 bp,其中包括195 bp的5'-UTR、378 bp的ORF开放阅读框和80 bp的3'-UTR,共编码126个氨基酸;序列比对结果显示,其编码的氨基酸序列和南美白对虾Lc3a编码的氨基酸序列具有较高的同源性,并在系统发育树上聚为一支;RT-qPCR结果显示,MrLc3a基因在罗氏沼虾各个组织均有表达,其中在脑、鳃、胃中的表达量较高,在肝胰腺和性腺中的表达量较少;副溶血弧菌感染罗氏沼虾后显著影响了MrLc3a和Relish基因在罗氏沼虾肝胰腺组织中的转录情况,MrLc3a和Relish基因随时间变化都呈现出先上升后下降的趋势,表明MrLc3a基因通过参与细胞自噬过程而参与了免疫反应.     

两种沼虾溶菌酶基因ORF的克隆和罗氏沼虾溶菌酶基因的组织表达(英文)

分别提取罗氏沼虾和日本沼虾血细胞总RNA,RT-PCR扩增获得特异性cDNA片段,纯化后克隆到T载体上。序列测定表明所克隆的两种沼虾溶菌酶基因的开放阅读框(ORF)为477bp,共编码158个氨基酸,包括溶菌酶成熟肽140个氨基酸残基和信号肽18个氨基酸残基。同源性分析表明,罗氏沼虾和日本沼虾溶菌酶基因的碱基序列及推测氨基酸序列高度同源,分别为99.4%和98.1%。两种沼虾溶菌酶基因的碱基序列和推测氨基酸序列与Gen-Bank上其他对虾溶菌酶的同源性达83.0%和80.0%以上。两种沼虾溶菌酶都具有c-型溶菌酶典型的两个酶活性位点(Glu51)和(Asp68),以及8个保守结构氨基酸残基Cys,且在101、106和107位上缺少Asp,因而推测本实验所克隆的两种沼虾溶菌酶基因属c-型溶菌酶基因的非钙结合亚型。以PCR法制备罗氏沼虾溶菌酶基因的生物素标记探针,斑点杂交检测感染弧菌后溶菌酶基因mRNA在各组织中的转录水平,结果表明受感染6h后在眼、肌肉、鳃、肝胰腺、肠管中的表达量均有升高,其中在肝胰腺中的表达量最高,约为对照组的560%。在不同感染时间里,肝胰腺中该基因表达量有较大的变化:感染后3h表达量最低,24h后表达量升至最高,大约为对照组的430%,48h时的表达量又有所下降,但仍明显高于对照组(约为330%)。受弧菌感染后罗氏沼虾溶菌酶基因转录的上调证明溶菌酶基因在非特异性免疫中的直接作用,同时表明肝胰腺可能在沼虾的免疫防御过程起重要作用。       

罗氏沼虾蜕皮周期中内分泌调控和蜕皮信号通路相关基因的表达分析

蜕皮是罗氏沼虾重要的生理过程,为了探究罗氏沼虾蜕皮周期中内分泌调控与蜕皮通路中相关基因在蜕皮周期中的表达模式,阐明罗氏沼虾蜕皮的分子调节通路。本研究测定了罗氏沼虾肝胰腺和血淋巴组织中蜕皮周期内蜕皮相关酶活性（谷氨酰胺合成酶,β-N乙酰氨基葡萄糖苷酶和几丁质酶）与蜕皮激素含量,并通过RT-qPCR分析了蜕皮信号通路中Mr-ETHR、MrFTZ-F1以及RXR、ECR和MIH基因在罗氏沼虾不同蜕皮周期内的表达模式。酶活测定结果表明,谷氨酰胺合成酶在血淋巴组织中活力高于肝胰腺组织（P<0.05）;β-N乙酰氨基葡萄糖苷酶在肝胰腺和血淋巴组织中蜕皮前期的活力远高于蜕皮后期（P<0.05）。在肝胰腺中几丁质酶在蜕皮后期活力显著高于其他时期（P<0.05）。肝胰腺和血淋巴组织中蜕皮激素含量在蜕皮间期最低,蜕皮后期达到最高,呈上升趋势。通过PCR扩增与测序验证获得了Mr-ETHR、Mr-FTZ-F1基因ORF全长序列,Mr-ETHR基因ORF全长1 173 bp,编码390个氨基酸;Mr-FTZ-F1基因ORF全长为1 206 bp,编码401个氨基酸。荧光定量结果表明Mr-ETH...     

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。     

罗氏沼虾蜕皮激素受体EcR基因的克隆及表达分析

为获得罗氏沼虾蜕皮激素受体(ecdysone receptor, EcR)基因编码序列,并检测mRNA表达模式。本实验拟利用克隆测序技术,以肝胰腺为实验素材,扩增EcR基因的编码区;借助生物信息学手段对所得序列进行分析;采用实时荧光定量PCR技术检测EcR基因在肌肉和肝胰腺等8个组织中的m RNA表达量。结果表明,罗氏沼虾EcR基因的编码区长度为1 716 bp,共编码571个氨基酸。物种间同源性比较分析发现,罗氏沼虾EcR基因序列与褐虾、黑背陆地蟹、日本沼虾、美洲龙螯虾、大西洋砂招潮蟹、蓝蟹、三疣梭子蟹、中华绒螯蟹和拟穴青蟹的同源性分别为90.7%、84.1%、83%、81%、81%、80.6%、79.8%、77.2%和75.9%。组织表达谱结果显示,EcR基因在所检8种组织中广泛表达,且不同性别相同组织间和相同性别不同组织间EcR的表达均存在不同程度的差异性。其中EcR基因在雄虾的鳃组织中表达量最高,在肌肉组织表达量最低;在雌虾的卵巢组织中高表达,在腹节神经组织中低表达。此外,EcR基因在雌虾的性腺、肠和肝胰腺组织中的表达量极显著或显著高于雄虾(p0.01或p0.05),在鳃组织中极显著低于雄虾(p0.01)。本研究成功克隆了罗氏沼虾的EcR基因,检测到EcR基因在各组织中广泛表达,且在不同性别相同组织和相同性别不同组织中存在显著差异。本实验为进一步研究EcR基因与生长发育调控作用提供了理论依据。     

日本沼虾含硒谷胱甘肽过氧化物酶全长克隆及表达分析

为探讨日本沼虾(Macrobrachium nipponense)的免疫机制及含硒谷胱甘肽过氧化物酶(Se-GPx)在甲壳动物解毒和免疫应激反应中的作用,本文采用RACE法克隆了日本沼虾Se-GPx cDNA全长,其cDNA全长为908 bp,5′-UTR的长度为91 bp,3′-UTR长为256 bp,包括1个保守的硒代半胱氨酸插入序列(SECIS)和1个polyA尾,开放阅读框长度为561 bp,编码由186个氨基酸组成的多肽,其中,第39个氨基酸为TGA编码的硒代半胱氨酸。同源性和相似性分析显示日本沼虾的Se-GPx在甲壳动物中与罗氏沼虾相似度最高,在脊椎动物中与GPx1和GPx2家族的相似度比较高。日本沼虾Se-GPx基因在血细胞、肝胰腺、肌肉、卵巢、表皮以及大颚器官中都有表达,尤其在血细胞中表达量相对较高。用嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)刺激后3h和6h,血细胞Se-GPx基因表达量显著升高。结果表明,日本沼虾Se-GPx作为一种重要的抗氧化酶,在维护组织正常功能方面及免疫应激反应中发挥重要作用。     

马氏珠母贝(Pinctada fucata martensii)Pm-CTSL基因的克隆及表达分析

组织蛋白酶L (cathepsin L, CTSL)是无脊椎动物体内非特异性免疫的重要组成部分。为了研究马氏珠母贝CTSL (Pm-CTSL)的功能,本实验利用RACE技术克隆获得了Pm-CTSL基因,并对其结构和组织表达模式进行了分析。结果表明,Pm-CTSL基因c DNA序列全长为1 237 bp,其中开放式阅读框957 bp,5'UTR69 bp,3'UTR 211 bp,共编码氨基酸318个。结构域分析发现Pm-CTSL具有CTSL两个典型的结构域Inhibitor_I29和Pept_C1。Pm-CTSL也具有信号肽、保守序列ERFNVN和GNFD、两个潜在的N-糖基化位点和催化活性位点三联体残基(Cys, His和Asn)。多序列比对结果表明Pm-CTSL与太平洋牡蛎的同源性最高,为42%;系统进化分析发现,Pm-CTSL与虾夷扇贝等贝类聚为一支。实时荧光定量分析发现,Pm-CTSL在肝胰腺中显著高表达(p<0.05),表明Pm-CTSL可能参与马氏珠母贝的免疫应答。本研究为进一步探讨CTSL在马氏珠母贝非特异性免疫应答中的作用提供了基础资料。     

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。       

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。     

马氏珠母贝Pm-CTSC基因的克隆与表达分析

组织蛋白酶C在无脊椎动物中具有重要的非特异性免疫防御功能。为了研究马氏珠母贝组织蛋白酶C(Pm-CTSC)的功能,本实验利用RACE技术克隆获得了Pm-CTSC,并对其结构和组织表达模式进行了分析。结果表明:Pm-CTSC基因cDNA序列全长为1 914 bp,其中开放式阅读框1 413 bp,5'UTR 25 bp,3'UTR 476 bp,共编码470个氨基酸,该蛋白理论分子量为53.41 k D,理论等电点为6.03。结构域分析发现Pm-CTSC具有组织蛋白酶C两个典型的结构域Cathepsin C exclusion和Peptidase_C1A_CathepsinC。多序列比对结果表明Pm-CTSC与太平洋牡蛎的同源性最高,为68.8%;系统进化分析发现,Pm-CTSC与无脊椎动物聚为一支。qRT-PCR表达分析发现,Pm-CTSC在肝胰腺中显著高表达(p0.05),表明Pm-CTSC可能参与马氏珠母贝的免疫应答。本研究为进一步探讨组织蛋白酶C在马氏珠母贝天然免疫应答中的作用提供了基础资料。     

脊尾白虾组织蛋白酶L基因的克隆及其表达分析

根据本实验室构建的脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)血细胞全长cDNA文库获得的EST序列,利用RACE技术克隆获得脊尾白虾组织蛋白酶L基因的cDNA全长,命名为EcCatL基因.该序列全长1136 bp,包括5'非编码区24 bp,开放阅读框960 bp和3'非编码区152 bp,开放阅读框共编码319个氨基酸,预测相对分子量为35.30×103,理论等电点为5.27.同源性分析表明,脊尾白虾组织蛋白酶LEcCatL氨基酸序列与其它甲壳动物高度保守,与变色小长臂虾(Palaemonetes varians)及北极甜虾(Pandalus borealis) CatL的同源性分别为92％和76％.系统进化分析表明,EcCatL基因氨基酸序列与变色小长臂虾的CatL聚为一支.荧光定量PCR分析结果表明,EcCatL基因在血细胞、鳃、肝胰腺、肌肉、卵巢、肠、胃及眼柄中均有表达,其中肝胰腺中的相对表达量最高.感染鳗弧菌及WSSV后6h和12h,脊尾白虾血细胞和肝胰腺中EcCatL的表达量较对照组均极显著增加(P＜0.01),且具有明显的时间差异性,表明EcCatL基因在脊尾白虾免疫反应中具有重要作用.     

罗氏沼虾幼体精氨酸激酶基因的cDNA克隆及其在双顺反子病毒感染后的表达特征

为探求罗氏沼虾精氨酸激酶（Macrobrechium rosenbergii arginine kinase,MrAK）基因特征和与病毒感染的相关性,研究通过AK基因mRNA全长克隆,并采用QPCR检测病毒感染前后不同时间点罗氏沼虾幼体AK基因的转录差异。最终克隆得到的AK序列全长为1740 bp（GenBank:KT970484）,其开放阅读框包含1068个碱基,编码356个氨基酸;同源性分析显示MrAK基因编码区蛋白与多齿新米虾、南极磷虾、鲑鱼海虱和安氏伪镖水蚤的同源性分别为97%、82%、83%和79%;系统进化树分析表明,该基因与多齿新米虾的AK聚在同一分支簇,而蟹、对虾和螯虾聚在另一分支;氨基酸结构分析表明,其存在一个可能的ATP:胍基磷酸转移酶的活性位点（Cys286-Pro287-Thr288-Asn289-Leu290-Gly291-Thr292）;病毒感染罗氏沼虾幼体后,其AK基因表达在第9h开始出现显著性上调,在12h时达到峰值,随后开始降低。以上研究结果表明,AK基因在无脊椎甲壳动物中存在多样性,其蛋白结构存在保守性,并且其在罗氏沼虾病毒感染过程中起到潜在的能量供给调节作用。     

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.     

三角帆蚌热休克蛋白70基因克隆及其表达分析

对三角帆蚌HSP70基因序列进行全长克隆及其分子生物学分析,并检测其在不同水温刺激下鳃组织中的表达变化。通过高通量转录组测序获得三角帆蚌HSP70基因（HcHSP70）长片段,采用3'RACE对其进行了3'末端克隆,经拼接得到HcHSP70 cDNA全长序列。采用多种分子生物学软件对HcHSP70 cDNA全长序列进行了特征分析,采用实时荧光定量PCR技术检测了其组织分布,并结合Western-blot技术检测蚌鳃中该基因mRNA与蛋白经不同水温刺激后的表达变化。结果显示,HcHSP70 cDNA全长为2298 bp,其中开放阅读框为1974 bp,编码657个氨基酸。预测分子量大小为71.6 Ku,pH7.0时的理论等电点为5.61。氨基酸序列分析表明,HcHSP70氨基酸序列含HSP70家族的3个标签序列（I₉DLGTTYS₁₆、I₁₉₇FDLGGGTFDVSIL₂₁₀和I₃₃₆ VLVGGSTRIPKVQK₃₅₀）,与长牡蛎及泥蚶的HSP70同源性最高（91%）。实时荧光定量PCR检测结果显示,HcHSP70在鳃、性腺、肝胰腺、外套膜及肌肉等5种被检组织中均有表达,以肝胰腺中的表达水平最高。实时荧光定量PCR与Western-blot技术检测皆表明,蚌鳃组织中HcHSP70基因与蛋白的表达量在37℃时达到最高,而在40℃水温刺激下表达水平下调至正常值,表明其在适应高温刺激时发挥了重要作用。     

cDNA cloning, characterization and expression analysis of peroxiredoxin 5 gene in the ridgetail white prawn Exopalaemon carinicauda

Peroxiredoxin is a superfamily of antioxidative proteins that play important roles in protecting organisms against the toxicity of reactive oxygen species. In this study, a full-length of peroxiredoxin 5 (designated EcPrx5) cDNA was cloned from the ridgetail white prawn Exopalaemon carinicauda by using rapid amplification of cDNA ends (RACE) approaches. The full-length cDNA of the EcPrx5 was of 827 bp, containing a 5′ untranslated region (UTR) of 14 bp, a 3′ UTR of 228 bp with a poly (A) tail, and an open reading frame of 585 bp encoding a polypeptide of 194 amino acids with the predicted molecular weight of 20.83 kDa and estimated isoelectric point of 7.62. BLAST analysis revealed that amino acids of EcPrx5 shared 89, 68, 66, 65, 53 and 51 % identity with that of Macrobrachium rosenbergii, Megachile rotundata, Harpegnathos saltator, Acromyrmex echinatior, Danio rerio, and Homo sapiens counterparts, respectively. The conserved Prx domain and the signature of peroxiredoxin catalytic center identified in EcPrx5 suggested that EcPrx5 belonged to the atypical 2-Cys Prx subgroup. Real time quantitative RT-PCR analysis indicated that EcPrx5 could be detected in all the tested tissues with highest expression level in hepatopancreas. As time progressed, the expression level of EcPrx5 both in hemocytes and hepatopancreas increased in the first 6 h after Vibrio anguillarum and white spot syndrome virus challenge, and showed different expression profiles. The results indicated that EcPrx5 involved in immune response against bacterial and viral infection in E. carinicauda.