凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)盐度调控相关基因CLCA1的克隆及表达分析

钙激活氯离子通道调节剂(calcium-activated chloride channel regulator,CLCA)为一类金属蛋白酶依赖家族,在哺乳动物上皮组织杯状细胞的粘液产生和粘液平衡中起重要作用.为了探究CLCA1基因在凡纳滨对虾渗透压中的作用机制,本研究采用RACE技术在凡纳滨对虾中克隆出了CLCA1基因,该基因总长度为3129 bp,5'端非编码区长度为175 bp,3'端非编码区长度为107 bp,开放阅读框ORF长度为2847 bp,共编码984个氨基酸,有1个跨膜区域,膜外有VMA结构域.与其他物种氨基酸序列比对结果显示,凡纳滨对虾CLCA1氨基酸与其他物种相似性都较低,相似度最高的为刀额新对虾(Procambarus clarkii) CLCA2氨基酸序列,为47.83％.RT-qPCR结果显示,CLCA1基因在凡纳滨对虾各组织中均有表达,其中肠道、肝胰腺和鳃中的表达量较高;对不同盐度下凡纳滨对虾4个组织中CLCA1基因的定量结果显示,随着盐度的下降,CLCA1基因的表达量在4个组织中呈下调趋势,表明CLCA1基因与凡纳滨对虾的渗透压调节相关.本研究初步阐明了CLCA1基因的理化性质,对CLCA1基因在凡纳滨对虾体内各组织和不同盐度下各组织的表达定量可为CLCA1基因在今后甲壳动物的渗透压调节及免疫调节的研究提供基础支持.     

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。       

凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)Wnt9α基因的克隆与表达分析

Wnt信号通路已被证实在细胞增殖分化、胚胎发育等多方面起重要作用,Wnt基因家族是重要的调节因子。为了了解更多的无脊椎动物Wnt基因相关的信息,本研究首次克隆并鉴定了凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)中的Wnt9α基因,命名为Lv Wnt9α,其基因全长c DNA为1 845 bp,包含长度为1 383 bp的开放阅读框(open reading frame,ORF),编码460个氨基酸,包括一个信号肽和一个Wnt1结构域。实时荧光定量PCR(RT-PCR)分析表明Lv Wnt9α在被检测的所有组织中都有表达,其中在眼柄、肝胰腺、后盲囊、胃的表达量较高。白斑综合征病毒(white spot syndrome virus,WSSV)感染后,凡纳滨对虾血液中Lv Wnt9α基因的表达量呈先上升后下降趋势,在感染后48 h达到最高。革兰氏阴性菌副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)和革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)感染后,凡纳滨对虾血细胞中Lv Wnt9α基因表达量均在24 h达到最高水平,分别为对照组表达量的6.8倍和6.2倍。所有实验结果表明,Lv Wnt9α基因可能参与凡纳滨对虾先天性免疫应答途径。     

凡纳滨对虾ANT2 基因的克隆及低温表达谱分析

为研究凡纳滨对虾适应低温的分子机理, 实验对从低温处理凡纳滨对虾抑制性消减文库中筛选出的一个360 bp EST 序列进行了研究。首先, 同源比对显示该EST 片段与其他物种的ANT2 基因高度同源, 命名为凡纳滨对虾ANT2 基因(LVANT2); 其次, 通过构建凡纳滨对虾肝胰腺全长cDNA 文库, PCR 扩增获得LVANT2 基因的全长cDNA1540 bp, 其中包括1011 bp 的完整开放阅读框, 编码336 个氨基酸残基。然后, 对基因进行了不同组织和低温处理的表达谱分析: (1)组织表达谱的结果显示, 该基因在凡纳滨对虾肌肉组织中表达量最高; (2)在不同低温处理下的表达结果显示, 该基因在15℃处理下基因表达量发生显著变化, 13℃开始呈下调表达, 11℃时表达量又升高; 13℃低温处理不同时间发现该基因在12h 内表达量发生显著变化,48h 后表达量最高。LVANT2 基因的低温诱导表达模式说明其可能在凡纳滨对虾低温适应中发挥作用       

凡纳滨对虾TCP-1-Beta基因的克隆及其与耐寒性状的相关性

为研究凡纳滨对虾耐寒性状的分子机理,研究克隆了凡纳滨对虾耐寒相关基因TCP-1-Beta并对其与耐寒性状的关系进行了研究.根据电子克隆所得序列设计引物,采用RT-PCR方法克隆得到长1691 bp的凡纳滨对虾TCP-1-Beta基因序列,其中包括1608 bp的完整开放阅读框,编码535个氨基酸残基.然后,运用荧光定量PCR对TCP-1-Beta基因进行时空表达谱的分析:组织表达谱的结果显示,该基因在凡纳滨对虾肝胰腺组织中表达量最高;不同低温处理下的表达结果显示,在28℃和15℃处理下基因表达量无显著变化,13℃开始呈上调表达,11℃时表达量升高;13℃低温处理发现该基因在24h内表达量无显著变化,但36h后表达量显著升高.采用PCR-RFLP方法对216尾凡纳滨对虾TCP-1-Beta基因进行了SNP多态性检测,并将其与耐寒性状进行了关联分析.在该基因编码区第420碱基上发现G/A突变,方差分析结果表明该位点的不同基因型与耐寒力指标CDH值相关(P＜0.05),其中GG基因型的耐寒能力比AA基因型强.     

凡纳滨对虾输入蛋白α4基因的克隆及表达分析

输入蛋白α(importinα)是核转运蛋白家族中的重要成员,在帮助有核定位信号的蛋白质的入核中起到了至关重要的作用,然而在对虾中,还没有输入蛋白α家族的成员被发现。本研究首次克隆并鉴定了一种凡纳滨对虾中的importinα基因,命名为Lv IMα4,其基因全长c DNA为2 147 bp,包含长度为1 572 bp的开放阅读框(open reading frame,ORF),编码524个氨基酸,包括一个N端的输入蛋白β结合(importin-β-binding,IBB)域和一个包含8个串联重复序列(tandem armadillo,ARM)的核定位信号(nuclear location signal,NLS)中央结合结构域。实时荧光定量PCR(RT-PCR)分析表明Lv IMα4在被测试的所有组织中都有表达,其中在表皮、胃、神经、肌肉和肠中的表达量较高。白斑综合征病毒(white spot syndrome virus,WSSV)感染后,凡纳滨对虾血液中Lv IMα4基因的表达量呈先下降后上升趋势,在感染后12 h降至最低,随后逐渐升高,在感染后72 h达到最高水平。副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)感染后凡纳滨对虾血细胞中Lv IMα4基因表达量都低于对照组,24 h达到最低水平,为对照组的0.34倍。所有实验结果表明,Lv IMα4基因可能参与凡纳滨对虾抗病免疫应答途径。     

凡纳滨对虾DNaseⅠ基因的克隆及原核表达

利用RT-PCR和RACE技术,从凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)肝胰腺中克隆了DNaseⅠ基因的全长cDNA序列。该序列全长1614bp,包含1209bp的开放阅读框,编码一个含403个氨基酸的蛋白;5′非翻译区为116bp,3′非翻译区为289bp。实时定量PCR分析结果表明,DNaseⅠ基因在肝胰腺的表达量是其他器官表达量的16～162倍,表明凡纳滨对虾DNaseⅠ基因属于胰腺型表达。本研究还利用酶切重组构建原核表达载体,并在大肠杆菌(Escherichia coli)中成功表达出了有活性的重组DNaseⅠ蛋白。     

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。     

鸡传染性支气管炎病毒变异株全基因组序列分析

为了明确传染性性支气管炎病毒(Infectious bronchitis virus,IBV)分离株CK/CH/SD09/005的分子特征,以进一步丰富国内IBV的分子流行病学信息。本研究设计了25对引物对其全基因组进行了序列测定,并与参考株进行了同源性比较和S1基因遗传进化分析。结果显示CK/CH/SD09/005基因组为27 691bp(不包括5′端Cap和3′端Poly A)。全基因组同源性比对发现,CK/CH/SD09/005仅与GenBank中广西2009年分离株GX-NN09032各基因高度同源(97%~99%)。除GX-NN09032外,CK/CH/SD09/005基因组5′端复制酶基因(Gene 1)和3′端非转录区(Untranslated region,UTR)与2个QX基因型参考株ck/CH/LDL/091022和SDIB821/2012同源性最高,分别为97%和98%,但是3′端结构蛋白和非结构蛋白基因(S-3a-3b-3c/E-M-5a-5b-N)与这两个毒株同源性较低,仅为72%~90%。其ORF3c/E、5a、5b和N分别与韩国分离株1011、国内分离株CK/CH/LXJ/02I、DK/CH/HN/ZZ2004和YX10同源性最高,分别为97%、96%、99%和96%,而其ORF3a、3b和M与参考株同源性均低于90%。S1基因遗传进化分析发现,CK/CH/SD09/005和国内外39个参考株形成7个进化分支(基因型),CK/CH/SD09/005和2007以来几个分离株属于基因Ⅳ型,与其它6个基因型参考株S1和S2基因同源性为66%~69%和72%~81%,S1基因不仅表现广泛性点突变,而且有多处碱基插入和缺失,S2仅表现点突变。本研究结果表明CK/CH/SD09/005是一个变异株,可能是QX基因型IBV流行株与其它毒株重组进化而来,此外还涉及基因突变、插入和缺失等多种变异机制。     

凡纳滨对虾TCP-1-eta基因的克隆及与耐寒性状的相关性

为研究凡纳滨对虾耐寒性状的分子机理,文章克隆了凡纳滨对虾的耐寒相关基因TCP-1-eta并对其与耐寒性状的关系进行了研究。首先,根据电子克隆所得序列设计引物,采用RT-PCR方法克隆得到长1 705 bp的TCP-1-eta基因序列,其中包括1 629 bp的完整开放阅读框,编码542个氨基酸残基。然后,运用荧光定量PCR对TCP-1-eta基因进行时空表达谱的分析:(1)组织表达分析结果显示,该基因在凡纳滨对虾肌肉组织中表达量最高;(2)不同低温处理下的表达结果显示,该基因在15℃开始呈上调表达,13℃时表达量最高;(3)13℃低温处理的表达结果显示,该基因在36 h内呈小幅上调表达,但36 h后表达量显著升高,48 h表达量达到0 h的150倍。进一步采用PCR-RFLP方法对216只凡纳滨对虾TCP-1-eta基因进行了SNP多态性检测,并将其与耐寒性状进行了关联分析。在该基因编码区第731碱基上发现C/T突变,方差分析结果表明该位点的不同基因型与耐寒力指标CDH(Cooling-degree hours)值相关(P<0.05),其中CC基因型的耐寒能力比TT基因型强。