中华绒螯蟹胰脂酶基因克隆及表达分析

采用cDNA末端快速扩增技术(RACE)克隆获得了中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)胰脂酶基因(pancreatic lipase, PL)的cDNA序列全长。该序列全长1 970 bp,开放阅读框长度为1 374 bp,编码457个氨基酸,5'和3'非编码区(UTR)长度分别为372 bp和224 bp。理化分析表明其预测分子量为51.066 kD,理论等电点为4.65。其序列中检测到脂肪酶典型的催化三联体结构、"盖子"结构以及"亲核弯"结构。蛋白同源性和进化树分析表明,中华绒螯蟹胰脂酶和其他物种同源性较高(50%左右),且和甲壳动物聚为一支而与脊椎动物相聚较远。组织表达模式分析表明,EsPL基因主要在肝胰腺、肠道、胸神经节表达较高;幼体发育阶段表达模式分析表明,EsPL基因在溞状幼体Ⅰ~Ⅲ期表达量逐渐递增,Ⅳ期显著下降,Ⅴ期较Ⅳ又显著增加,大眼幼体阶段表达最低;同一脂肪水平下,相比于含高不饱和脂肪酸的鱼油而言,植物油如豆油和亚麻油的添加均会增加胰脂酶基因的表达,且亚麻油鱼油混合油组促进效果最显著。上述结果表明饵料脂类显著影响中华绒螯蟹胰脂酶,从而为提高中华绒螯蟹对饵料脂类利用率提供了研究依据。     

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。       

中华绒螯蟹蜕壳生长及其与相关基因表达的关联分析

蜕壳是甲壳动物常见的生长发育现象,但对调控蜕壳与生长的内在机制尚缺乏足够了解。本研究在室内条件下,对中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)一个蜕壳周期内的个体蜕壳与生长现象进行了连续观察,分析了2个蜕壳相关基因,即蜕皮激素受体基因(Ec R)和维甲类X受体基因(RXR),以及1个生长相关基因肌肉生长抑制素基因(MSTN)的表达及其与生长性状的相关性。结果发现,中华绒螯蟹在蜕壳后会出现一个跳跃式生长期,之后进入了一个缓慢持续上升过程,当营养物质积累到一定程度(肥满度达60%左右时)时启动下一次蜕壳;MSTN基因的表达与壳长(r=﹣0.450,P0.05)、壳宽(r=﹣0.410,P0.05)增长率呈显著负相关,而与肥满度呈显著正相关(r=0.450,P0.05),Ec R和RXR基因的表达与体重、壳长和壳宽的增长率均没有显著相关性;相对来说,MSTN在蜕壳后的表达量越高,则增重率越小;而Ec R和RXR在蜕壳后表达量越高,其增重率越大。本研究结果表明,中华绒螯蟹在蜕壳后其生长具有一定的规律性,肥满度可以作为衡量中华绒螯蟹体内营养积累启动蜕壳的指标,Ec R、RXR及MSTN基因表达与生长表型具有一定的相关性。     

中华绒螯蟹蜕皮抑制激素基因全长cDNA克隆和重组表达

根据实验室分离自中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)的一种蜕皮抑制激素(Molting-inhibiting hormone,MIH)N端氨基酸测序结果设计简并引物,采用RACE方法,首次从中华绒螯蟹眼柄中克隆到蜕皮抑制激素基因全长cDNA(Es-MIH,GenBank登录号:DQ341280),该基因全长为1457 bp,开放阅读框为330 bp,编码110个氨基酸(含有35个氨基酸的信号肽);其成熟肽包含C7-C44、C24-C40和C27-C53三个二硫键,有典型的CHH家族结构域。该cDNA编码的氨基酸序列与地蟹(Gecarcinus lateralis)MIH同源性最高,达到了85%。Northern杂交和半定量RT-PCR显示蜕皮间期成体蟹仅在眼柄中有MIH基因表达,提示该基因的表达具有一定组织特异性。利用pCR T7/NT TOPO TA系统重组表达MIH成熟肽,纯化的重组蛋白得率为0.3 g/L,纯化产物经质谱鉴定为中华绒螯蟹MIH。研究解决了CHH家族神经肽在机体中的表达量少,直接纯化较难的问题,为深入研究MIH的作用机制和在生产上控制中华绒螯蟹蜕皮和生长奠定了基础。     

中华绒螯蟹卵巢RACE Cdna文库的构建

应用抑制性差减杂交技术 ,已经获得了中华绒螯蟹卵巢发育过程中差异表达基因的部分cDNA序列。为了进一步获得基因的全长cDNA序列 ,运用SMART技术 ,成功构建了中华绒螯蟹卵巢 (Ⅲ期 )RACEcDNA文库。琼脂糖凝胶电泳结果表明 ,文库所含全长cDNA的长度主要集中在 5 0 0～ 2 0 0 0bp之间 ,RACEPCR结果表明 ,所用基因特异性引物与接头引物皆能扩增出产物 ,说明所构文库的质量较好 ,适于用RACE方法从中分离中华绒螯蟹卵巢发育相关基因的全长cDNA。     

中华绒螯蟹卵巢RACB cDNA文库的构建

应用抑制性差减杂交技术,已经获得了中华绒螯蟹卵巢发育过程中差异表达基因的部分cDNA序列。为了进一步获得基因的全长cDNA序列,运用SMART技术,成功构建了中华绒螯蟹卵巢(Ⅲ期)RACE cDNA文库。琼脂糖凝胶电泳结果表明,文库所含全长cDNA的长度主要集中在500—2000bP之间,RACE PCR结果表明,所用基因特异性引物与接头引物皆能扩增出产物,说明所构文库的质量较好,适于用RACE方法从中分离中华绒螯蟹卵巢发育相关基因的全长cDNA。     

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。     

中华绒螯蟹蜕皮抑制激素1(Ers-MIH1)基因组DNA的分子克隆和序列分析

运用反向PCR (IPCR)技术首次克隆得到全长为 3 50 6bp的中华绒螯蟹 (Eriocheirjaponicasinensis)蜕皮抑制激素 1(MIH 1)基因组DNA序列 (GenBank检索号 :AY3 10 3 13 )。该序列包括 3个外显子、 2个内含子、 412bp的 5′端上游调控区和 917bp的 3′端UTR。编码区的第 1个内含子将信号肽分开 ,第 2个内含子将成熟肽分开。MIH 1基因的外显子和内含子接头区符合受体拼接点和供体拼接点的GT AG法则。MIH 1基因412bp的 5′端侧翼区含有和其它真核基因相似的启动子元件 ,即包括与其它节肢动物高度相似的起始子、TATA盒以及cAMP效应元件结合蛋白的结合位点序列。中华绒螯蟹MIH 1基因的组织方式与斑纹和食用黄道蟹的MIH基因相同。推导的多肽由 75个氨基酸的成熟肽和 3 5个氨基酸的信号肽组成 ,成熟肽的氨基酸序列和食用黄道蟹、三叶真蟹及美洲黄道蟹的一致性在 64% -65%之间     

从线粒体16S rDNA序列探讨绒螯蟹类的系统发生关系

测定了绒螯蟹类各物种的线粒体16SrDNA部分片段的序列,构建了NJ树、ML树和MP树。序列歧异数据比较和各系统发生树都支持新绒螯蟹属(Neoeriocheir)为一个独立的属。在3种系统发生树中,直额绒螯蟹(Eriocheir recta)都是绒螯蟹属(Eriocheir)所有其它成员的姐妹群,并且广东珠江1只直额绒螯蟹标本的16SrDNA部分序列与台湾产台湾绒螯蟹(Eriocheir formasa)的相应序列相同。这些结果不支持平绒螯蟹属(Platyeriocheir)是一个有效的属,并表明E．formosa是E．recta的同物异名。绒螯蟹属(Eriocheir)所有其它成员聚为一个单系的分支,支持中华绒螯蟹、合浦绒螯蟹与日本绒螯蟹属于同一个物种Eriocheir japonica。16SrDNA部分序列的比对表明,产于台湾的日本绒螯蟹的此段序列与合浦绒螯蟹的相同,产于崇明岛的和产于美国旧金山海湾的中华绒螯蟹的此段序列与中华绒螯蟹单元型B的序列相同。     

四种绒螯蟹分子分类与系统发育

利用PCR技术,扩增了中华绒螯解、狭额绒螯蟹线粒体16SrDNA片段,经测序,与GenBank数据库中的日本绒螯解16SrDNA同源序列进行比较。结果显示,在长为376bp的16SrDNA同源序列中有33个多态性核革酸位点（8．78％）,其中种间多态性核苷酸位点28个（7．45％）,种间差异远大于种内差异。引入方蟹科其它近缘种类厚纹蟹、相手蟹和张口蟹的16SrDNA同源序列与上述4种绒螯蟹比较分析,MP法和NJ法构建的分子系统树表明：中华绒螯蟹与日本绒螯蟹亲缘关系最近,首先聚在一起,然后与台湾绒螯蟹聚为一支,狭额绒螯蟹则为相对独立的一支,且进化速度大于前3种绒螯蟹,但最后与前者仍聚在同一组,狭额绒螯蟹只是绒螯蟹属系统进化中的一个侧支,故本研究结果不支持Sakai（1983）和Guo等（1997）把狭额绒螯蟹和台湾绒螯蟹各自立为新属的观点。