研究报告: 斑马鱼“裂头病”病原的分离与鉴定及常见疾病诊断

目的 斑马鱼是生命科学研究中应用最广的实验动物之一,其健康状况关乎实验数据的质量和结果的可信度。2018年以来,中国斑马鱼鱼房内出现危害性极高的新型鱼病“裂头病”,其病原未知,防治困难。确定“裂头病”的病原,并提出鱼房管理健康建议,可帮助研究者防止鱼病带来的损失。方法 对“裂头病”病鱼脑组织进行病原分离,对分离的病原理化特征、16S rDNA同源性进行分析,采用回归感染试验确认病原菌。分析121例鱼病数据,总结中国斑马鱼鱼房各类常见疾病种类及发病因素。结果 确定“裂头病”病原为鮰爱德华氏菌。2017至2021年国内斑马鱼鱼房数据显示,50.4%的健康问题由非生物因素直接或者间接导致;致死率最高的问题是气体中毒。在已知病原中细菌性病原最为常见,占比83.46%。结论 “裂头病”病原为鮰爱德华氏菌。近一半鱼房健康问题是由非生物因素导致。致病率最高的为细菌性病原。因此,实验室日常工作中,加强设备维护,稳定优良水质,保证卫生管理措施,是防止鱼病发生的主要手段。     

鲤鱼sGnRH基因克隆及其在成熟个体的表达分析

采用RACE方法,从鲤鱼脑组织克隆了两个差异的sGnRH(salmon GnRH[Trp^7Leu^8]GnRH)cDNAs,即cDNA1和cDNA2,其长度分别为393和478bp。两个cDNAs都包括一个285bp开放阅读框,编码的sGnRH前体为94个氨基酸残基,由一个信号肽、sGnRH十肽和一个由蛋白水解位点(Gly-Lys-Arg)连接的促性腺激素释放激素相关肽共3部分组成。用内含子捕获得到相应的两个差异sGnRH基因,即sGnRH genel和gene2,其基本结构都包括4个外显子和3个内含子,3个内含子的核苷酸相似性分别为71．1％、76．1％和88．0％。鲤鱼sGnRH cDNAs及基因的基本结构和编码特点与已报道的不同形式GnRH cDNAs和GnRH基因相似,由此推测所有类型的GnRH可能来自一个共同的祖分子。Southern杂交进一步证实鲤鱼基因组存在两个不同的sGnRH基因座位。相对定量RT-PCR检测发现,两个sGnRH基因除在精巢的表达存在差异外,在脑区、垂体和成熟卵巢共表达。其中两个sGnRH基因在端脑和下丘脑的表达水平明显高于后脑区。根据sGnRH mRNAs在多个脑区、性腺和垂体的共存推测,sGnRH可能对鲤鱼下丘脑-垂体-性腺轴的调节有至关重要作用,同时可能起神经调节剂或自分泌和旁分泌调节因子的作用。     

鱼类基因组操作与定向育种

水产养殖已成为全球范围内发展最快的农业产业之一,可持续发展水产养殖的关键在于培育具有优良性状的养殖品种.基因组操作技术为快速、定向的鱼类遗传育种提供了一条重要的可行性途径.本文回顾了基于经典基因组操作技术的鱼类育种方法学历史,如多倍体育种及细胞核移植等.然后重点介绍并展望了基于转基因技术及新近发展的基因组编辑技术的鱼类定向育种方法.后两种技术的发展和应用将会为未来的鱼类种业带来更加高效和更具预见性的育种新方法.     

斑马鱼资源的开发保藏与国家斑马鱼资源中心

斑马鱼是一种新兴的脊椎模式动物。在过去的30年中,斑马鱼已被广泛应用于生命科学、健康科学、环境农业等诸多科研领域。为了满足不同的科研需要,研究人员开发和利用各种技术创建了大量的斑马鱼基因突变和转基因品系,这些品系已成为开展相关科学研究的宝贵资源。为了更好地保藏和利用这些资源,在全球范围内建设有多个规模不一的斑马鱼资源库。2012年,我国的国家斑马鱼资源中心（http：//zfish.cn）在中国科学院水生生物研究所正式成立。本文将重点介绍全球斑马鱼资源的开发和保藏情况,以及我国国家斑马鱼资源中心的最新建设进展。     

RS和GIS支持的洪河地区湿地生态健康评价

洪泛平原淡水自然湿地对于生态多样性保护具有重要意义。当前自然湿地普遍面临气候变化与人类活动干扰和影响,其生态健康的状况令人担忧,结合新的地学信息技术探索自然湿地生态健康评价分析方法具有重要意义。本研究选择位于三江平原东北部的洪河国家级自然保护区湿地及其周边农场湿地为研究区,依据遥感和地理信息系统技术支持,结合野外生态调查与水文气象监测数据,从水文地貌特征、景观特征和人类扰动3方面选取一系列评价指标因子,利用层次分析法和综合指数方法,对研究区湿地进行了定量生态健康分析评价。研究结果表明：（1）洪河自然保护区的湿地生态健康状况是最好的,其周边农场从鸭绿河农场、前锋农场到洪河农场的湿地生态健康状况依次递减。（2）洪河自然保护区功能分区生态健康状况由好到差的顺序为：核心区>缓冲区>实验区,与实际野外调查情况一致。（3）本研究建立的评价指标体系和相应分析方法能够科学的评价湿地生态健康。评价分析结果显示水文地貌要素是影响湿地生态健康的关键性因素。本研究利用RS和GIS技术与传统生态学评价分析方法结合,以栅格为单位基于区域生境特征进行湿地生态健康综合评价具有一定的方法先进性。     

近10年北京极端高温天气条件下的地表温度变化及其对城市化的响应

以北京市为研究区,利用2000年和2010年极端高温发生时MODIS卫星的地表温度（LST）产品数据,结合DMSP/OLS夜间灯光数据,应用差值、等温线、剖面分析等方法,分析了北京市近十年来极端高温发生时地表温度的时空变化特征及其对城市化的响应。研究结果表明：（1）近十年来,极端高温时的地表温度升高,高温区范围增加,城市功能拓展区与发展新区的高温区增加面积大于首都功能核心区与生态涵养区;（2）北京市城市化发展迅速,城市扩张对极端高温条件下的地表温度时空分布与变化趋势起着主导作用。     

斑马鱼ca15b的克隆及在原始生殖细胞中的特异表达简

高保真PCR克隆获得了ca15b基因的全长,利用胚胎整体原位杂交等技术研究了ca15b基因在斑马鱼早期发育过程中的动态表达。结果发现,ca15b在斑马鱼早期发育过程中存在显著的原始生殖细胞(Primordial germ cell,PGC)特异表达模式。ca15b是一个母源性表达的基因:在分裂期的胚胎中,其mRNA集中分布于位于分裂沟的生殖质(Germ plasm);从囊胚期开始,可以观察到其在PGC中的特异表达;在原肠胚中,其mRNA在体细胞中急剧降解,仅特异表达于PGC,这一表达特征一直持续到受精后1d的胚胎。将体外合成的包含5′UTR和3′UTR的ca15b全长mRNA注射到斑马鱼胚胎后,仅能增强原肠期之前胚胎中ca15b的整体杂交信号;在原肠胚期之后,注射的mRNA在体细胞中快速降解。这提示在ca15b mRNA上可能存在某种转录后调控其在早期胚胎体细胞中降解而在PGC中稳定存在的机制。     

国家斑马鱼资源中心的资源、技术和服务建设

随着我国斑马鱼研究群体的日益壮大,对各类斑马鱼研究资源和技术的需求日益增加,国家斑马鱼资源中心(China Zebrafish Resource Center,CZRC,网址:http://zfish.cn)于2012年在中国科学院水生生物研究所成立。目前,CZRC已发展成为国内规模最大的单体斑马鱼养殖系统,建成包含1200多个斑马鱼品系和10 000余份冻存精子的斑马鱼资源保藏库,其中有超过200个突变和转基因品系是由CZRC自主创制。在此基础上,CZRC建立了安全规范的斑马鱼养殖和健康平台、高效的基因操作平台和稳定高效的精子冻存平台。CZRC致力于为国内外从事斑马鱼研究的科研人员提供各类服务,包括提供斑马鱼品系等资源服务、转基因和基因敲除等技术服务、养殖和健康等咨询服务,以及技术培训和学术会议服务等。经过5年的建设,CZRC已成为国际学术界公认的全球三大斑马鱼资源库之一。