三疣梭子蟹HMGBa基因克隆及其应答不同病原入侵的表达特征

为研究三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)高迁移率族蛋白B (High-mobility group box protein, HMGB)在其先天免疫中发挥的功能, 利用RACE技术首次克隆得到了三疣梭子蟹HMGBa基因, 命名为PtHMGBa。其cDNA序列全长1030 bp, 其中5′端非编码区(UTR)为94 bp, 3′端非编码区(UTR)为255 bp, 开放阅读框(ORF)为681 bp, 编码一个含有227个氨基酸, 分子量25.82 kD, 理论等电点为5.94的蛋白质。PtHMGBa蛋白包含2个HMG盒结构域和一个酸性尾部结构域。分析表明, 三疣梭子蟹HMGBa氨基酸序列与凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei) HMGBa相似度最高。实时荧光定量PCR结果显示, PtHMGBa基因在血细胞和肝胰腺的表达量最高, 在眼柄中表达量最低。在副溶血弧菌和WSSV感染过程中, PtHMGBa基因在肝胰腺和血细胞中均出现了表达上调。其中, 经副溶血弧菌感染后, 该基因在上述2种组织中分别于48h和6h达到表达量的峰值; 经WSSV感染后, 该基因在2种组织中均在12h达到表达量的峰值。结果表明PtHMGBa基因参与了三疣梭子蟹抵御外来病原的免疫响应, 研究为深入开展三疣梭子蟹和其他甲壳动物的免疫调控机理提供了科学依据。     

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。       

凡纳滨对虾细胞色素P450(CYP370C2)基因的克隆与表达分析

细胞色素P450(CYP)酶系在机体的毒素、污染物和药物等代谢过程中发挥着重要作用,为深入了解对虾CYP基因的结构和功能,采用c DNA末端快速克隆技术得到凡纳滨对虾Litopenaeus vannamei CYP家族基因CYP370C2的全长c DNA序列,共1 745 bp,包含1个1 464 bp的开放阅读框,编码487个氨基酸。CYP370C2基因序列中具有CYP蛋白特有的血红素结合区、Ⅰ螺旋保守区、C螺旋保守区和K螺旋保守区。同源性比对结果显示,凡纳滨对虾CYP370C2基因序列与三疣梭子蟹Portunus trituberculatus的CYP基因相似度最高,为64%。CYP370C2基因在所有检测的组织中均有表达,在肝胰腺中的表达量最高,鳃和肠道次之。在48 h的氨氮胁迫试验中,胁迫24 h后,肝胰腺和鳃中的CYP370C2基因相对表达量与对照组相比均显著上调,分别在48 h和24 h达到峰值。脂多糖(LPS)注射后,CYP370C2基因在肝胰腺中的相对表达量在3 h开始显著上升,在12 h达到最大值; CYP370C2基因在鳃中的表达在LPS注射后的3 h和6 h被显著抑制,12 h恢复至对照组水平,随后在24 h和48 h显著上调。这些实验结果显示,CYP370C2基因参与了氨氮胁迫响应和LPS刺激响应,表明CYP370C2基因可能在凡纳滨对虾抗环境胁迫和抗病原体的免疫防御过程中均发挥重要作用。     

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(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(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。     

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。     

三疣梭子蟹脂多糖-β-1,3-葡聚糖结合蛋白基因的克隆及表达模式分析

脂多糖-β-1,3-葡聚糖结合蛋白(LGBP)作为一种模式识别受体在甲壳动物的先天免疫中占有重要地位。利用SMART RACE技术,从三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)血细胞中克隆得到一条LGBP基因。该基因cDNA序列全长为1378bp,包括1095bp的开放阅读框(ORF),共编码365个氨基酸,在基因的5'端还含有138bp的非编码区(UTR),3'端含有144bp的UTR。预测的成熟肽相对分子质量为39825.24k,等电点为4.49。同时,用生物信息学方法对该基因的序列和二级结构进行了初步分析。RT-PCR结果显示:LGBP基因在被检测的组织,包括血细胞、肝胰腺、心脏、鳃和肌肉中都有表达。用金黄色葡萄球菌(Staphyloccocus aureus)和溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)刺激三疣梭子蟹后,发现在实验48h内,混合细菌刺激组血细胞中LGBP基因的表达量明显高于生理盐水对照组,推测该基因在抵抗细菌感染的免疫过程中发挥着积极的作用。     

三疣梭子蟹Profilin基因全长cDNA的克隆与表达分析

三疣梭子蟹（Portunus trituberculatus）是我国沿海重要养殖品种之一,近年来养殖病害呈逐年上升趋势,制约了三疣梭子蟹养殖产业的健康可持续发展。克隆三疣梭子蟹免疫相关基因,研究免疫基因的功能和作用机制,可为三疣梭子蟹养殖病害的防治奠定基础。本研究从三疣梭子蟹血细胞全长cDNA文库中克隆了742 bp 的profilin基因全长cDNA。Profilin全长cDNA中开放阅读框长375 bp,编码125 aa。推导的三疣梭子蟹profilin理论等电点pI 5.87,氨基酸序列与冈比亚按蚊（Anopheles gambiae）profilin同源性最高,序列一致性为42.9%。荧光定量RT-PCR分析结果显示在正常的三疣梭子蟹机体中,血细胞profilin表达水平最高,其次为肝胰脏;在致病菌副溶血弧菌（Vibrio parahaemolyticus）诱导后,血细胞中profilin表达量显著上升（P<0.01）,表明profilin可能参与了三疣梭子蟹的免疫防御反应,是一个免疫相关因子。     

A C-type lectin like-domain (CTLD)-containing protein (PtLP) from the swimming crab Portunus trituberculatus

C-type lectins play important roles in the non-self innate immune system of invertebrates. In this study, we isolated the full-length cDNA of the C-type lectin like-domain (CTLD)-containing protein, designated PtLP, from the hepatopancreas of the swimming crab Portunus trituberculatus, one of the most common edible crabs of East Asia. The PtLP cDNA consists of 923bp and encodes a polypeptide of 164 amino acids containing a well-conserved C-type lectin like-domain (CTLD). The deduced amino acid sequence of PtLP shows 29-36% amino acid sequence identity to other crustacean C-type lectin sequences. A phylogenetic analysis revealed that PtLP is in a large cluster together with black tiger shrimp PmAV, a gene involved in virus resistance of shrimp, and all of the C-type lectins from the various shrimps. Quantitative RT-PCR analysis showed that the PtLP mRNA was expressed highly in hepatopancreas and moderately in gills, hemocytes, and ovary of normal swimming crabs.     

三疣梭子蟹Na+/H+-exchanger基因克隆鉴定及在盐度胁迫下的表达分析

为研究Na+/H+-exchanger基因在三疣梭子蟹（Portunus trituberculatus）盐度胁迫过程中的功能作用,克隆了三疣梭子蟹Na+/H+-exchanger基因并进行表达分析。结果显示,Na+/H+-exchanger基因（GenBank:KU519329）全长4233 bp,5和3非编码区（UTR）长分别为519和753 bp,开放阅读框（ORF）长2961 bp。编码986个氨基酸,预测蛋白质分子量和等电点分别为110.8 kD和7.42,具有信号肽和典型的Na+/H+-exchanger蛋白结构域,含12个跨膜螺旋;三疣梭子蟹Na+/H+-exchanger基因与普通滨蟹（Carcinus maenas）同源性最高,达到87.2%,系统进化分析也显示该序列与普通滨蟹聚为一支;表达分析显示,三疣梭子蟹Na+/H+-exchanger基因在鳃中表达量最高;在低盐（盐度5、10和20）胁迫过程中,Na+/H+-exchanger基因在0-12h上调表达明显,在24-168h间表达量呈下降趋势;在高盐（盐度50）胁迫初期（0-12h）,该基因表达量相对稳定,之后（24-168h）显著下调表达。研究表明低盐显著诱导Na+/H+-exchanger基因的高表达,推测三疣梭子蟹Na+/H+-exchanger基因在低盐环境下发挥重要的渗透调节功能。     

三疣梭子蟹UHRF1基因在胚胎、幼体和性腺发育过程中的表达分析

为探讨泛素样含PHD和环指域蛋白1(UHRF1)基因在三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)发育过程中的作用, 实验采用SMART RACE方法, 克隆了三疣梭子蟹UHRF1(PtUHRF1)基因。该基因cDNA全长为2849 bp, 开放阅读框(ORF)为2298 bp, 预测其编码1个含有765个氨基酸的蛋白质。结构域分析显示, 该蛋白质包含UBL、PHD、TTD、SRA、RING finger 5个功能结构域。同源分析表明, 三疣梭子蟹PtUHRF1的氨基酸序列与其他物种有较高的同源性。qRT-PCR结果显示, PtUHRF1基因在三疣梭子蟹所有组织中均有表达, 但在精巢中表达量显著高于其他组织。该基因在胚胎和幼体发育不同时期表达差异显著, 在受精卵中的表达量最高, 并显著高于胚胎发育其他时期, 是多细胞时期表达量的2.5倍。PtUHRF1基因在性腺发育不同时期表达存在显著差异, 在卵巢II期表达量达到峰值, 之后逐渐下降; 在精巢Ⅰ期的表达量最高, 随着精巢发育逐渐下降。实验结果表明, PtUHRF1参与了三疣梭子蟹胚胎、幼体和性腺发育调控, 为进一步深入研究该基因在三疣梭子蟹及甲壳动物生长发育中的作用提供参考。     

日本沼虾两种抗脂多糖因子的特性研究

为了研究抗脂多糖因子ALFs在日本沼虾先天性免疫中的功能作用, 研究从日本沼虾中克隆了2种抗脂多糖因子MnALF1、MnALF2。MnALF1 cDNA 全长1008 bp, 编码121个氨基酸; MnALF2 cDNA 全长836 bp, 编码124个氨基酸。这2种氨基酸均包含有一个信号肽序列和一个LPS结合位点, 并且在结合位点的两端(N-端和C-端)都有2个保守的半胱氨酸残基。这2种MnALFs与之前发现的甲壳动物的ALFs是非常相似的。qRT-PCR结果显示MnALFs在所有被检测的组织中均有表达。其中MnALF1主要在心脏和小肠内表达, 而MnALF2则主要在血细胞和肝胰脏中表达。在用嗜水气单胞菌刺激之后发现2种MnALFs在心脏、小肠、血细胞、肝胰脏中都呈现出明显的时间依赖表达模式(MnALF1在刺激之后呈现出先减少后增加的趋势, 之后分别在不同组织的不同时间点达到最大值; 然而, 对于MnALF2, 在心脏和小肠中先减少后增加, 在血细胞和肝胰脏中呈现出先增加后减少, 最后都在24h达到最大值)。结果提示这2种MnALF具有不同的组织特异性, 并且在细菌侵染的免疫防御中起着重要的保护作用。