马氏珠母贝galectin-4基因cDNA的克隆及表达分析

半乳糖凝集素(Galectins)属于一种多功能凝集素家族,在机体抵抗微生物的感染中起重要作用。本研究利用cDNA末端快速扩增(rapid-amplification of cDNA ends,RACE)技术克隆获得马氏珠母贝galectin-4(PmGal-4)基因cDNA的全长,并对其序列进行分析。PmGal-4基因cDNA全长1 071 bp,5′非翻译区(5′UTR)长75 bp,3′非翻译区(3′UTR)长72 bp;其开放阅读框(open reading frame,ORF)长度为924 bp,编码307个氨基酸组成的前体肽,理论分子量约为34.6 kD,理论等电点为8.80。多序列比对结果显示各物种间galectin-4具有高保守性。序列分析结果显示PmGal-4的氨基酸序列具有典型富含半胱氨酸(cysteine-rich domain,CRD)的结构域。实时荧光定量PCR分析表明,PmGal-4基因在马氏珠母贝所检测的组织中呈组成型表达特征,但在闭壳肌和外套膜中表达量最高。上述结果表明PmGal-4基因可能参与了马氏珠母贝多种生理功能,特别是在免疫防御反应中具有重要的作用。     

马氏珠母贝Caspase-3基因克隆和组织表达分析

半胱氨酸蛋白酶3 (Caspase-3)作为细胞凋亡通路中重要的效应蛋白,在细胞凋亡过程中发挥着重要作用.为初步探究马氏珠母贝Caspase-3(PmCaspase-3)的生物学功能,本研究利用cDNA末端快速扩增(RACE)技术克隆获得PmCaspase-3基因cDNA的全长序列并对其序列特征进行分析;同时利用实时荧光定量PCR (RT-qPCR)方法分析了PmCaspase-3基因mRNA在马氏珠母贝不同组织和不同发育时期的表达差异.结果 显示,PmCaspase-3基因cDNA全长为2233 bp,其中5'端非编码区长度为80 bp,3'端非编码长度为31 bp,开放阅读框长度为2088 bp,共编码695个氨基酸;生物信息学分析显示,PmCaspase-3含有Caspase家族特有的CASc结构域和半胱氨酸蛋白酶家族p20、p10活性位点以及多种磷酸化位点,经进化分析以及多序列比对可知与其他物种Caspase-3蛋白同源性较高.RT-qPCR结果表明,PmCaspase-3在肝胰腺中的表达量最高,在闭壳肌中的表达量最低;在发育过程中D型幼虫期和眼点期的表达量较高.     

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。     

马氏珠母贝Sox11基因的克隆及时序表达模式分析

为探究Sox(SRY-related HMG-box genes)基因家族在马氏珠母贝个体发育及性别分化中的作用, 研究首先利用兼并引物从马氏珠母贝基因组中克隆到一个HMG框(high mobility group box), 利用RACE-PCR技术从SMART cDNA文库中克隆到一个Sox基因的cDNA全长, 通过Clustal X和MEGA 4软件对该序列进行比对分析并构建系统进化树; 通过荧光定量PCR技术对该基因在不同组织及发育不同时期性腺中的表达情况进行分析。结果显示, 马氏珠母贝该Sox基因的cDNA全长为1579 bp, 其中开放阅读框(ORF)为1008 bp, 编码336个氨基酸, 5'非编码区为126 bp, 3'非编码区为445 bp。同源性分析表明, 马氏珠母贝Sox基因与太平洋牡蛎Sox11基因的同源性(Identity)最高, 为80%, 故命名为pmSox11; 系统进化树分析也显示pmSox11与太平洋牡蛎Sox11基因的亲缘关系最近。荧光定量PCR分析组织表达特异性显示, pmSox11在马氏珠母贝神经节分布较多的组织如外套膜、鳃、足、消化盲囊等大量表达, 在神经节相对较少的闭壳肌和卵巢中表达量较少; 时序表达图谱显示, pmSox11在3月龄幼贝性腺和1年龄发育早期精巢中表达量最高, 在2年龄成熟精巢和2年龄性转换性腺中表达量降低, 而在2年龄卵巢中表达量最低。研究表明, pmSox11基因可能在马氏珠母贝早期神经系统发育和性别发育的调控方面起到重要作用。     

马氏珠母贝(Pinctada fucata martensii)细胞粘附分子3(Pm-CAM3)基因的克隆与表达分析

细胞粘附分子3 (cell adhesion molecule 3, CAM3)是免疫球蛋白家族(immunoglobulin family, IgSF)的一员,在细胞黏连、外源病原体的识别等方面具有重要作用。本实验利用末端快速克隆(RACE)技术,克隆获得马氏珠母贝(Pinctada facata martensii)细胞粘附分子3的全长序列(Pm-CAM3),并使用荧光定量PCR(Real-time PCR, q RT-PCR)技术检测了Pm-CAM3在马氏珠母贝不同组织中的表达模式。结果显示,Pm-CAM3基因全长2 245 bp。其中5'UTR 335 bp,3'UTR 166 bp,开放阅读框(ORF)长度为1 744 bp,共编码581个氨基酸;预测其相对分子量为63.21 kD,等电点为5.07,脂溶指数(aliphatic index)为67.21;总平均亲水性(grand averageofhydropathy, GRAVY)为-0.549,属于亲水性蛋白;Pm-CAM3具有跨膜结构域,其胞外区域具有一个Ig SF家族典型的Ig结构域以及一个Ig-like结构域。多序列比对结果显示,Pm-CAM3在物种间的保守性较低,其中Pm-CAM3与太平洋牡蛎的CAM3 (Crassostrea gigas, Cg-CAM3)的氨基酸序列相似性最高,但仅为37%。qRT-PCR分析表明Pm-CAM3在马氏珠母贝的9个组织中均有表达,其中在鳃中的表达量最高(p<0.05)。     

马氏珠母贝(Pinctada fucata martensii)Pm-HK基因的克隆及其对温度胁迫的响应

己糖激酶(hexokinase, HK)是糖酵解过程中的首个限速酶。本实验利用RACE技术克隆获得了马氏珠母贝HK (Pm-HK)基因,并对其基因和氨基酸序列结构特征进行了生物信息学分析,同时采用荧光定量PCR技术分析了该基因在不同组织的表达模式及不同温度下的时序表达模式。序列分析表明,Pm-HK cDNA序列全长为2 403 bp,其中开放式阅读框1 548 bp,5'UTR 74 bp,3'UTR 781 bp,共编码515个氨基酸,分子量为57.67 kD,理论等电点为6.08。结构域分析发现Pm-HK具有两个完整的保守功能域Hexokinase_1、Hexokinase_2,以及两个Glucose-6-Phosphate结合位点、三个Glucose结合位点,两个ATP结合位点。多序列比对结果表明Pm-HK与太平洋牡蛎HK同源性最高,为81%;系统进化分析发现,Pm-HK与太平洋牡蛎等贝类HK聚为一支。组织表达定量分析结果显示,Pm-HK在马氏珠母贝肝胰腺中显著高表达;对不同温度下鳃组织中Pm-HK的时序表达分析发现,在处理12 h后各时间点低温组(12℃) Pm-HK基因表达水平最高,且均显著高于中低温组(17℃)、对照组(22℃)和高温组(32℃)。以上结果表明Pm-HK可能参与马氏珠母贝的低温胁迫响应。该研究为进一步探索Pm-HK在马氏珠母贝在温度适应性中的作用提供了基础资料。     

大亚湾核电站邻近水域马氏珠母贝的种群生态

１９９３年７月－１９９４年１２月,在大亚湾东山珍珠养殖场进行马氏珠母贝的生长和死亡率研究,结果表明：中、小贝种群个体大小组成呈正态分布,进入中贝以后,正态分布不明显。小贝生长快,壳高增幅大,死亡率较低,中贝以后,生长较慢,死亡率较高。     

马氏珠母贝(Pinctada fucata martensii)Pm-HSP70基因的克隆及其对温度胁迫的响应

本实验利用RACE技术克隆获得了马氏珠母贝HSP70 (Pm-HSP70)基因,并对其基因和氨基酸序列结构特征进行了生物信息学分析,同时采用荧光定量PCR技术分析了该基因在不同组织的表达模式及不同温度下的时序表达模式。序列分析表明,Pm-HSP70 cDNA序列全长为2 215 bp,其中开放式阅读框1 899 bp,5'UTR 107 bp,3'UTR 209 bp,编码632个氨基酸,理论蛋白分子量为69.44 kD,理论等电点为5.61。该蛋白具有HSP70家族典型的结构域HSP70,以及ATP结合位点、细胞质特征性保守序列和3个HSP70家族标签。多序列比对结果表明Pm-HSP70与菲律宾蛤仔HSP70同源性最高,为80%;系统进化分析发现,Pm-HSP70与菲律宾蛤仔等贝类HSP70聚为一支。组织表达定量分析结果显示,Pm-HSP70在马氏珠母贝多个组织中均有表达,在肝胰腺中表达量最高,其次是性腺;对不同温度下鳃组织中Pm-HSP70的时序表达分析发现,在处理后各时间点高温组(32℃)基因表达水平最高,且均显著高于对照组(22℃)和低温组(17℃)。以上结果表明Pm-HSP70可能参与马氏珠母贝的高温胁迫响应。该研究为进一步探索Pm-HSP70在马氏珠母贝温度适应性中的作用提供了基础资料。     

合浦珠母贝IGF2BP1基因的克隆与表达分析

胰岛素样生长因子2信使核糖核酸结合蛋白(insulin-like growth factor 2 mRNA binding protein,IGF2BP)在脊椎动物体内功能很多,但在贝类中研究很少。为研究IGF2BP1是否参与了贝类的生物矿化过程,本研究通过RACE技术克隆获得合浦珠母贝(Pinctada fucata)IGF2BP1基因cDNA序列,命名为PfIGF2BP1。该基因全长2 980 bp,其中开放阅读框长1 737 bp,预测编码579个氨基酸,有4个KH结构域和2个RRM结构域。多重序列分析发现各物种的IGF2BP1氨基酸序列非常保守。实时定量PCR结果显示PfIGF2BP1在肠等8个组织和壳顶期等5个胚胎发育时期中均有表达,表达量最高的组织为珍珠囊(p0.05),说明Pf IGF2BP1可能参与了珍珠形成过程。Pf IGF2BP1在眼点期表达量最高,其次为壳顶期,说明PfIGF2BP1可能参与次生壳的形成过程。原位杂交表明PfIGF2BP1在外套膜边缘的外褶中表达,推测其可能参与棱柱层的形成。本研究为以后探讨IGF2BP1在贝类生物矿化过程中的作用奠定了基础。     

马氏珠母贝雌雄同体和自体受精的研究

对马氏珠母贝(Pinctada martensiiDunker)成体的性腺进行外观和切片观察,可把马氏珠母贝雌雄同体的个体分为2种类型,其中A类型可以从性腺外观特征上辨别,而B类型需性腺穿刺或组织切片来确认。对试验群体的性腺的类型进行的初步统计表明,雌雄同体个体比例A类型为4.6%,B类型为3.4%,其中雌雄生殖细胞均接近成熟的个体分别约为1.8%和2.1%。通过解剖、0.07‰的氨海水处理,对雌雄同体个体的自体授精及其早期胚胎发育进行了研究,发现自体授精的受精率低于异体授精,同时在发育过程中有较多的卵裂球解体,但仍有部分胚胎可以发育成D型幼虫。     

马氏珠母贝(Pinctada fucata martensii)PmHEXL基因的分子特征与表达分析

几丁质作为有机框架主要成分参与贝壳的形成。β-N-乙酰-己糖胺酶(Beta-hexosaminidase/Beta-N-acetylhexosaminidase, HEX)属于糖苷水解酶家族20,在几丁质水解过程发挥重要作用。为了探究Pm HEXL在马氏珠母贝贝壳形成中的作用,本研究利用RACE技术克隆获得Pm HEXL基因c DNA全长序列并检测其在不同组织的表达模式。研究显示,Pm HEXL基因序列全长2 760 bp,其中5'UTR为167 bp,3'UTR为268 bp,开放阅读框(ORF)为2 325 bp,编码774个氨基酸;预测其相对分子量为89.59 kD,理论等电点为5.93;SMART软件分析PmHEXL蛋白质序列,发现它具有典型的GH20、GH20b结构域和CHB-HEX结构域;多序列比对结果显示Pm HEXL与其它物种的HEX具有较高的保守性;qPCR表达分析显示Pm HEXL在外套膜套膜区表达量最高,边缘区次之。综上所述,Pm HEXL可能参与马氏珠母贝贝壳的形成过程。     

温度、盐度对马氏珠母贝鳃Hsp70基因表达量的联合效应

采用中心复合设计和响应曲面分析法,在实验室条件下研究了温度(16 ～40℃)、盐度(10 ～50)对马氏珠母贝鳃热休克蛋白Hsp70基因表达量的联合效应.设定温度范围为16～40℃,盐度范围为10～50.结果表明:温度的一次效应、二次效应对马氏珠母贝鳃Hsp70基因表达量影响显著;盐度的一次效应对马氏珠母贝鳃Hsp70基因表达量无显著影响、二次效应对马氏珠母贝鳃Hsp70基因表达量影响显著,温度、盐度之间的互作效应对马氏珠母贝鳃Hsp70基因表达量无显著影响,且温度的效应大于盐度.建立了马氏珠母贝鳃Hsp70基因表达量模型方程,决定系数98.7％、矫正决定系数97.4％,预测决定系数89.2％,模型的拟合度极高,可用于预测马氏珠母贝鳃Hsp70基因的表达量.通过对模型方程优化,得到在温度26.78℃、盐度29.33时,马氏珠母贝鳃Hsp70基因表达量达到最小值0.5276,满意度达到98％.试验结果可为马氏珠母贝鳃Hsp70基因的上调表达、维持细胞内环境稳定以及提高马氏珠母贝抗逆性提供理论指导.     

利用微卫星标记分析马氏珠母贝4个养殖群体遗传结构

2007年4月,从马氏珠母贝基础群体选取2、4、32和158个亲本分别繁殖4个子代群体,分别命名为P1、P2、P3和P4。2009年7月,从这4个子代群体随机取样30个个体,利用7对微卫星引物分析其遗传结构。结果表明,7对微卫星引物共检测到22个等位基因,每个座位的等位基因数目为2~4个,平均等位基因数为3个,平均有效等位基因数为2.3193。P1、P2、P3和P4群体平均观测杂合度分别为0.4737、0.5489、0.6767和0.7143;P1、P2、P3和P4群体平均期望杂合度分别为0.4737、0.5489、0.6767和0.7143;P1、P2、P3和P4群体的多态信息含量分别为0.4472、0.4224、0.4726和0.4930。本结果表明4个养殖群体均具有较高的遗传多样性,而且有效亲本数目对子代遗传结构有较大的影响,这为马氏珠母贝的遗传育种提供依据。     

温度、盐度和pH对马氏珠母贝稚贝清滤率的联合效应

清滤率(Clearance rate, CR)与滤食性贝类生长发育密切相关,采用Box-Behnken设计(BBD)和响应曲面法,在实验室条件下研究了温度(18-34℃)、盐度(20-40)和pH(6.5-9.5)对马氏珠母贝(Pinctada martensii)稚贝清滤率(CR)的联合效应,旨在建立温度、盐度和pH对马氏珠母贝稚贝清滤率的定量关系模型,并通过统计优化方法得出温度、盐度和pH的最佳组合。结果表明:温度的一次效应、温度和pH的互作效应、盐度和pH的互作效应以及温度、盐度和pH的二次效应对马氏珠母贝稚贝清滤率的影响均极显著(P<0.01);盐度的一次效应、pH的一次效应以及温度和盐度的互作效应对清滤率无显著影响 (P>0.05)。实验得出的清滤率模型决定系数为0.9950,预测决定系数为0.9284,表明该模型建立有效并可用于预测马氏珠母贝稚贝的清滤率。通过采用优化方法得出,在温度26.95℃,盐度29.69,pH8.09时,稚贝清滤率达到最大,最大值为1.4894×10^-3L/h,满意度为0.9886。研究结果可为马氏珠母贝滤食生理研究及稚贝培育提供理论依据。     

马氏珠母贝(Pinctada fucata martensii)PmHEX基因的功能研究

几丁质是软体动物贝壳有机框架的重要成分,其代谢在贝壳矿化中发挥重要作用。β-N-乙酰-己糖胺酶(HEX, EC3.2.1.52)是几丁质代谢的关键水解酶。为了探究马氏珠母贝β-N-乙酰-己糖胺酶(Pm HEX)(登录号:MF555152)在贝壳形成中的作用,本研究利用原位杂交(ISH)技术检测Pm HEX基因在外套膜的定位,结果显示Pm HEX的mRNA主要分布于外侧褶的外上皮细胞、中褶的内侧上皮细胞和内褶上皮细胞。利用RNAi技术抑制Pm HEX表达后,Pm HEX在边缘区和套膜区的表达量均显著下调;SEM观察发现实验组的棱柱层和珍珠层的微观结构都出现不同程度的紊乱。综上所述,Pm HEX可能通过影响几丁质代谢,参与马氏珠母贝贝壳棱柱层和珍珠层的矿化过程。     

马氏珠母贝(Pinctada martensii)黑壳色养殖群体SSR遗传多样性分析

本研究利用微卫星分子标记技术,对马氏珠母贝(Pinctada martensii)F8代黑壳色普通养殖群体和黑壳色选育群体2个群体共78个个体的遗传多样性进行分析.结果显示,10个SSR位点共扩增出34个等位基因,各位点的等位基因数为2～6个,平均等位基因数为3.4个,黑壳色普通养殖群体和黑壳色选育群体等位基因数(Na...     

马氏珠母贝4个壳色选育系F_1遗传结构的AFLP分析

本研究从湛江流沙港马氏珠母贝养殖群体中挑选不同壳色个体为亲本,共构建了黑(BS)、红(RS)、黄(YS)和白壳色(WS)4个壳色选系F1,然后分别在4个壳色选育系F1中随机取样,利用3对AFLP引物分析其遗传结构与遗传分化。结果表明,每对引物的扩增位点数在104～109之间,共得到331个扩增位点;BS、RS、YS和WS壳色选系F1的多态位点比例分别为49.2%、49.5%、51.6%和63.4%,Shannon's多样性指数分别为0.1884、0.1886、0.1896和0.1954,4个壳色选育系F1的遗传分化系数(Fst)为0.1972。本研究说明经过一代壳色纯化4个壳色选育系F1出现显著遗传分化,也为马氏珠母贝壳色系选育或选育系间杂交提供了参考依据。