池蝶蚌(贝)血细胞显微观察

本文对池蝶蚌血细胞的形态结构及其动态变化进行了研究。根据血细胞形态、大小和密度等特征，把血细胞分为六类：颗粒细胞、透明细胞、浆液细胞、类淋巴细胞、梭形细胞和血栓细胞；并对各种血细胞显微结构予以描述，统计了血细胞胞体大小、细胞核大小、核质比、密度及所占比例，其中颗粒细胞所占比例最大，透明细胞次之，类淋巴细胞最少，颗粒细胞和透明细胞是两种主要的细胞类型，约占总数的82%，担负着最基本的代谢和免疫功能；通过对池蝶蚌血细胞形态的连续观察，发现血细胞存在形态变化现象，推测细胞间可能存在相互转化的情况。     

基于转录组的池蝶蚌系统发育及其遗传分析

池蝶蚌(Hyriopsis schlegelii)和三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)的亲缘关系一直存在争议, 为了更深入地对淡水珠蚌进行系统发育分析, 研究对池蝶蚌及其3个近缘物种三角帆蚌、褶纹冠蚌(Cristaria plicata)和背角无齿蚌(Anodonta woodiana)的转录组进行了比较分析。对它们共有单拷贝同源基因进行多序列联配后计算这4种淡水珠蚌之间的遗传距离, 结果表明池蝶蚌和三角帆蚌的遗传距离只有0.00746(小于1%), 而其他淡水珠蚌之间的遗传距离几乎是它的10倍(平均大于6%)。系统发育分析表明, 小方蚌亚科与无齿蚌亚科大约在5144万年前发生分歧, 而池蝶蚌和三角帆蚌发生分化的时间大约在424万年前。进一步的遗传差异分析鉴定了池蝶蚌转录组中的特有基因, 其中KEGG 通路富集的结果表明这些基因主要富集在免疫细胞膜分子和蛋白消化吸收等通路上。同时, GO注释结果表明有很多特有基因与池蝶蚌的优良性状相关, 如与发育相关的生长发育、系统发育和动物器官发育等生物学过程, 及与免疫相关的免疫系统过程、抗原处理和呈递等生物学过程。以上结果表明, 池蝶蚌和三角帆蚌具有更近的亲缘关系, 它们可能是同一物种的不同亚种或不同种群, 这对淡水珠蚌种质资源的保护和遗传育种具有重要参考意义。此外, 相比于三角帆蚌, 池蝶蚌可能具有一些与生长发育及免疫相关的特有基因, 这为探究相关的分子机制提供了线索。     

池蝶蚌线粒体基因组双单性遗传现象分析

部分双壳贝类的线粒体遗传方式不同于标准的母系遗传(SMI),被称为双单性遗传现象(DUI)。池蝶蚌(Hyriopsis schlegelii)是淡水双壳贝类,是否存在双单性遗传现象?本文采用普通PCR扩增、SHOT-GUN测序及软件拼接获得了雄性池蝶蚌线粒体基因组(以下简称Hs-mtDNA)全序列,并与本实验室已报道的雌性池蝶蚌线粒体基因组全序列进行差异性分析。结果表明,雄性和雌性Hs-mtDNA全长分别为15961 bp和15939 bp,雄性比雌性长22 bp,雌雄线粒体基因组成与排列顺序一致。各蛋白编码基因的碱基数目均一致,碱基转换率为1.01%～7.34%,颠换率为0.00%～0.62%,氨基酸差异率为0.00%～9.35%;其中,COX1基因变异率为2.72%;COX2基因碱基变异率最高,达7.50%,雄性COX2的3'末端没有出现编码延伸区。雄性12S rRNA基因发生5 bp的碱基转换,差异率为0.6%;16S rRNA基因比雌性长9 bp,碱基差异率仅为1.2%。雌雄tRNA-His均位于H链上,介于COX2与ND3之间,没有出现位置的差异性。雌雄Hs-mtDNA的非编码区共有28个1～393 bp的片段,但未见控制区。在tRNA-Glu与tRNA-Tyr间有一段长393 bp的非编码区存在蛋白质翻译功能,但非雄性特异性蛋白。以COX1基因建立系统进化树,池蝶蚌和三角帆蚌(H.cumingii)聚在一起,而含有双单性遗传现象的无齿蚌属的Pyganodon grandis、小方蚌亚科的Venustaconcha ellipsiformis及小方形蚌属的Quadrula quadrula三者雄性聚为一支,雌性聚为一支。因此,雌雄池蝶蚌线粒体存在一定的差异性,但其差异要比其他具有双单性遗传现象的淡水双壳类小得多,且池蝶蚌线粒体遗传可能不存在双单性遗传现象。     

池蝶蚌Sox2基因在不同组织及不同月龄精巢中的表达

Sox基因家族在胚胎发育过程和性别分化中起重要作用,为研究池蝶蚌中Sox基因的功能,以人SRY基因HMG-box保守区的序列设计简并引物,以雌、雄池蝶蚌基因组DNA和精巢cDNA为模板进行扩增,获得了2个不完全相同的序列,分别为DNA-HMG1、DNA-HMG2和cDNA-HMG,长度均为220 bp,编码73个氨基酸。与人等物种Sox1、Sox2、Sox3及Sox14有很高的同源性,雌雄个体之间没有序列差异性。采用RACE-PCR扩增获得了池蝶蚌性腺Sox2部分cDNA片段,长度为1774 bp,该序列核苷酸与欧洲帽贝的SoxB和人类的Sox2的同源性最高;在部分开放阅读框249个氨基酸残基中,具有Sox家族典型的HMG-box结构域,与人类、小鼠、原鸡和斑马鱼等Sox2的HMG-box同源性为98%。为了解该基因在各组织中的表达情况,采用实时荧光定量PCR方法分析了外套膜、闭壳肌、鳃、肠、肝、肾、精巢和卵巢在内的8种组织hs-Sox2的表达情况,结果显示,hs-Sox2基因在8种组织中均有表达,其中在肾脏中的表达量最高,其次是肠与闭壳肌,在雄性性腺中的表达量明显高于雌性性腺,在肝脏中的表达量最低;为了解hs-Sox2在不同性腺发育时期的表达情况,采用实时荧光定量PCR方法分析了5个不同月龄的精巢组织中hs-Sox2的表达情况,结果显示在39月龄性腺的表达量最高,其次是16月龄性腺,63月龄蚌中的表达量最少。以上结果表明,hs-Sox2基因可能参与了池蝶蚌精巢的发育及功能的维持。     

池蝶蚌组织蛋白酶L基因的组织表达及免疫应激分析

应用cDNA文库筛查及同源片段克隆拼接技术,克隆了池蝶蚌组织蛋白酶L(Hs-CtsL)cDNA基因全长序列(GenBank注册号为JN604558)。其cDNA全长1152 bp,5′-非翻译区(Untranslated Region,UTR)长1 bp,3′-UTR长149 bp包括1个多聚腺苷信号AATAAA和Poly(A)尾巴,开放阅读框(Open reading frame ORF)为1002 bp,编码333个氨基酸组成的多肽链。其分子量约37.7 kD,理论等电点为7.16,包含信号肽、前体域和成熟域。系统进化分析显示,Hs-CtsL同无脊椎动物组织蛋白酶L聚为一支,且同三角帆蚌亲缘关系最近,其次为褶纹冠蚌。组织表达分析结果显示,池蝶蚌组织蛋白酶L在肠、鳃、性腺、外套膜、斧足、闭壳肌、血细胞、肝胰腺、肾和心脏均有表达,其中血细胞中表达量最高。应激实验表明,经嗜水气单胞菌刺激后,Hs-CtsL在血细胞、鳃、肝胰腺和外套膜中的表达量显著上调。其中在肝胰腺中刺激后6h表达量到达峰值,在血细胞、鳃和外套膜中的表达模式近似,表现为一个波动变化,在4h、12h和48h被上调。结果暗示着Hs-CtsL除参与了池蝶蚌血细胞的先天性免疫防御以外,还参与了其消化腺免疫器官的免疫应答反应。     

三倍体萍乡肉红鲫的精子入卵及胚胎发育观察

用扫描(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观察了天然三倍体萍乡肉红鲫成熟卵子卵壳、受精孔、精子进入区以 及卵子质膜表面的细微结构,观察了两种不同交配组合:(A组)萍乡肉红鲫(♀)×萍乡肉红鲫(♂)与(B组)萍乡肉 红鲫♀×兴国红鲤♂的受精早期精子入卵的时序,卵子质膜表面和卵子皮层的变化。结果表明,两种不同交配组 合的精子入卵时序、皮层颗粒释放和卵子表面的变化基本类似。同时观察了这两种不同组合的胚胎发育时序,水 温在16℃以上才能正常发育,最适发育水温为20-25℃。结果表明,两种不同组合在出膜时间和胚胎发育的总积 温方面存在差异,水温对胚胎发育的影响很大。     

人工选育池蝶蚌的生长及不同世代遗传分析

对引进后的池蝶蚌原种及其选育后代的形态和生长进行了研究,并利用RAPD技术,对原种、F1代、F2代和F3代的遗传特征进行分析,以期了解选育的效果.结果表明,人工选育的池蝶蚌后代具有生长更快、育珠能力更强的发育趋势.经过选育后,F3代较F2代的生长速度更快,壳的厚度更大,更适合育珠.RAPD结果显示,10个随机引物可产生稳定的可重复的多态性扩增结果,共检测出45条扩增带,池蝶蚌四代间的遗传多样性相差不显著,遗传分化水平较低,表明池蝶蚌经人工选育后与生长相关的等位基因频率有较大提高,遗传性状趋于稳定.     

池蝶蚌STAT基因的克隆及功能分析

为了探究池蝶蚌(Hyriopsis schlegelii)信号转导及转录激活因子STAT基因的初步功能, 通过RACE-PCR技术首次在池蝶蚌中获得STAT的cDNA全长序列(GenBank ID: KY123702), 命名为HsSTAT, HsSTAT全长为2752 bp, 5′-非编码区(5′UTR)为121bp, 3′-非编码区3′UTR为264 bp, 开放阅读框(ORF)为2367 bp, 编码788个氨基酸; 生物信息学分析发现该蛋白结构域主要由STAT_int、STAT_alpha、STAT_bind、SH2四个经典保守性功能域组成; 缬氨酸最多占12.9%。色氨酸使用频率为100%。二级结构中α螺旋最多占46.83%、β折叠最少占8.5%。HsSTAT蛋白亲水性指数为– 0.531, 是亲水性蛋白。预测到棕榈酰化修饰位点1个, 小泛素相关修饰序列3个, 磷酸化修饰位点22个。系统进化树分析显示, HsSTAT与光滑双脐螺STAT5B和盘鲍STAT5聚在一支; 亚细胞定位结果显示HsSTAT定位于血细胞的细胞质中; 荧光原位杂交结果显示HsSTAT主要在细胞核。qPCR结果显示HsSTAT在所有的组织中均有表达, 其在组织中的表达量在肝胰腺中最高, 在血细胞中最低。细胞增殖实验显实验组增殖率为119%, 高于对照组。实验已克隆到HsSTAT的全长序列, HsSTAT可能为STAT5亚型, 具有促进SMCC-7721细胞增殖的功能, 推测具有池蝶蚌细胞的信号转导功能参与池蝶蚌的先天免疫。     

植物血凝素对兴国红鲤头肾和脾脏的比较组织学研究

PHA注射前后兴国红鲤头肾和脾脏结构基本相同。红鲤头肾有被膜,为淋巴样组织,由许多血管,血窦和淋巴索组成,脾脏是实质性器官,淋巴细胞聚集成团,有弥散的胰腺组织渗入,注射PHA后头肾和脾脏内的大淋巴细胞,小淋巴细胞,巨噬细胞以及原始型细胞显著增加,而粒细胞数量变化不明显。     

池蝶蚌致雄性化基因fem-1c及其蛋白分子的结构特征分析

研究首次获得淡水珍珠贝池蝶蚌(Hyriopsis schlegelii)的致雄性化基因feminization-1C亚型,即fem-1c基因,并进行全长克隆及序列分析。从转录组中Race-PCR扩增fem-1c基因全长cDNA序列,用生物信息学方法对fem-1c基因进行基因组结构分析、多序列同源性比较、跨膜区段、亲疏水性分析、功能结构域预测等。研究结果如下:该cDNA序列全长2328 bp,包含一个1869 bp的最大开放阅读框,编码622个氨基酸,经同源比对和进化树分析,fem-1基因c亚型编码的氨基酸与太平洋牡蛎的同源性最高,为79%;疏水性分析显示该蛋白为亲水性蛋白;二级结构预测发现该蛋白有大量的α螺旋和随机卷曲,形成9个锚蛋白重复序列(Ankyrin repeat,ANK),同时,三级结构预测中可以清楚的看到9个ANK模体,跟SMART预测的结构位点结果相近。从无脊椎动物到脊椎动物fem-1c基因的保守性表明它们有共同的起源,暗示这个基因家族在功能上具备保守性,推测池蝶蚌fem-1c基因可能具备与线虫fem-1基因在性别决定方面上相似的功能。