锦鲤Hepcidin基因的克隆及其组织特异性表达分析（英文）

【目的】克隆锦鲤Hepcidin全长c DNA序列(k-hepc),并获得此基因在鱼体内的表达模式。【方法】利用RT-PCR和RACE PCR的方法,从锦鲤肝脏中克隆锦鲤Hepcidin的全长c DNA,进行序列测定和分析;锦鲤经肌肉注射维氏气单胞菌0、4、8、12、24和48 h后,分别取其肝、脾、肾、肠、脑、心、肌肉和鳃组织,采用实时荧光定量PCR的方法,以β-actin为内参基因,检测k-hepc基因的表达量。【结果】锦鲤抗菌肽(Gen Bank登录号KC795559)全长755 bp,编码序列276 bp,编码91个氨基酸,包括信号肽、原肽和成熟肽,成熟肽C端含有8个半胱氨酸,可形成4个分子内二硫键。与已报道的普通鲤鱼Hepcidin氨基酸序列的一致性为93%,与其他鱼类Hepcidin氨基酸序列的一致性为29%-93%。在本研究所检测的正常锦鲤的组织中,k-hepc均有表达,其中在肝组织中表达量最高,鳃组织中表达量最低。经维氏气单胞菌感染后,k-hepc在肝和心组织中的表达量明显增加,在其余组织中变化不显著。【结论】k-hepc编码的蛋白是Hepcidin家族的成员之一。锦鲤Hepcidin的表达主要受内在调节因素影响。     

棉铃虫HaTO-like基因的克隆、序列分析和表达特征

【目的】克隆和分析了棉铃虫Helicoverpa armigera HaTO-like基因的编码框序列,检测了该基因的时空表达谱以及在棉铃虫感染核型多角体病毒HaSNPV后的转录变化,为深入研究该基因的功能提供理论依据。【方法】本研究利用RT-PCR的方法首次克隆获得HaTO-like基因的全长cDNA序列,通过几种生物信息学软件对该基因的核苷酸序列和氨基酸序列进行了分析,并利用荧光定量PCR技术检测了该基因在棉铃虫不同发育阶段、幼虫组织和成虫组织的表达情况,以及HaSNPV感染对HaTO-like基因表达的影响。【结果】棉铃虫HaTO-like基因cDNA全长为994 bp,开放阅读框为756 bp,编码251个氨基酸,其蛋白序列的N端含有23个氨基酸的信号肽。进一步的序列分析表明棉铃虫HaTO-like与其他昆虫同源蛋白的氨基酸序列一致性不是太高,大概在39%~61%之间,其中与家蚕和脐橙螟在系统进化上关系最近。荧光定量PCR结果表明该基因在棉铃虫的5龄0 h和成虫第1天的的表达量相对较高,在幼虫的头部和表皮内的表达量较其他幼虫组织较高,在成虫的头部和足的表达量也相对较高。而病毒感染则显著地诱导了该基因在棉铃虫幼虫头部和表皮内的表达。【讨论】本研究克隆了棉铃虫HaTO-like基因的全长cDNA序列,分析了该基因的序列特征和表达谱,为进一步阐释该基因的功能奠定理论基础。     

香鱼hepcidin基因的克隆、序列分析及组织表达特征

Hepcidin是一类富含半胱氨酸的抗菌肽,在鱼类非特异性免疫中起重要作用,具有调节铁代谢的功能。该研究克隆了香鱼hepcidin基因cDNA序列,全长763个核苷酸,包含一个完整的开放阅读框,推测编码一个由85个氨基酸组成的相对分子质量为9.7k的多肽,N端24个氨基酸是信号肽序列。香鱼hepcidin的成熟肽序列由25个氨基酸组成,含有8个半胱氨酸,可形成4个分子内二硫键结构。系统进化树分析表明,hepcidin的物种进化关系与目前接受的物种分类关系基本一致,香鱼hepcidin位于鱼类hepcidin簇中,与大西洋鲑hepcidin的亲缘关系最近,达60%。香鱼hepcidin在肝脏中表达量最大,在脾、肾、心脏和肌肉中也有表达。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)结果表明,鳗利斯顿氏菌(Listonella anguillarum)感染以后香鱼肝组织中hepcidin基因mRNA表达量显著增加,在12h增加了8.26倍。hepcidin基因可能在香鱼抗外界病原物感染过程中起重要作用。     

烟夜蛾性肽受体基因的克隆与表达模式分析

【目的】克隆烟夜蛾Helicoverpa assulta (Guenée)性肽受体基因并分析其表达模式, 为深入研究性肽与交配后反应的关系奠定基础。【方法】采用RT-PCR方法, 从烟夜蛾雌蛾性信息素腺体中得到性肽受体基因cDNA全序列。利用荧光定量PCR方法, 分析该基因的表达模式。【结果】序列分析结果显示, 烟夜蛾性肽受体基因cDNA全长2 048 bp, 命名为HassSPR（GenBank登录号: AFH53182.1）。该基因的开放阅读框长1 275 bp, 编码424个氨基酸残基, 序列中含有7个跨膜域结构, 预测分子量和等电点分别为48.6 kDa和9.25。序列比对分析表明, HassSPR与近缘种棉铃虫H. armigera和其他蛾类性肽受体的氨基酸序列一致性分别达98.35%和超过84%, 与已经报道的其他昆虫的性肽受体的氨基酸序列一致性也在64%以上。不同组织表达分析表明, HassSPR在测定的1日龄雌蛾不同组织中均有表达, 以在脑中的表达量最高。时序表达分析表明, 在羽化前1 天至羽化后6日龄雌蛾的信息素腺体中均有表达, 以3日龄表达量最高。雌蛾交配后, HassSPR在性信息素腺体和脑中的表达量显著上调, 而在交配囊和卵巢中的表达量显著下调。【结论】从烟夜蛾雌蛾性信息素腺体中克隆得到性肽受体基因HassSPR, 其表达模式提示该基因的表达水平与雌蛾的生殖生理和生殖行为有关。     

家蚕雌激素相关受体基因的克隆与表达分析

【目的】黑腹果蝇 Drosophila melanogaster 雌激素相关受体（estrogen-related receptor, ERR）通过调节糖酵解过程进而控制果蝇的能量代谢。本研究在克隆家蚕Bombyx mori ERR 基因 (BmERR) 的基础上,对其分子特性和系统演化进行生物信息学分析, 并检测该基因在家蚕生殖腺中的表达,为进一步研究ERR功能奠定基础。【方法】采用PCR技术克隆 BmERR 基因的全长cDNA序列,进行生物信息学分析;利用半定量RT-PCR检测该基因在停食后家蚕幼虫生殖腺中的表达情况。【结果】BmERR 基因全长cDNA序列为1 296 bp,编码431个氨基酸残基;具有ERR蛋白家族典型的结构特征;系统进化分析显示BmERR与其他昆虫ERR氨基酸序列一致性较高;半定量 RT-PCR 检测表明,BmERR 在家蚕上簇到化蛾期间的精巢和卵巢中均有表达,表达具有时期特异性,化蛹第1天达到表达高峰。【结论】本研究首次从鳞翅目昆虫中克隆获得ERR cDNA序列。ERR基因在家蚕生殖腺中表达量无明显性别差异,但具有发育时期特异性。     

大豆食心虫储存蛋白hexamerin基因的克隆与表达分析

【目的】储存蛋白是昆虫发育、变态和生殖过程中氨基酸的主要来源,Hexamerin是储存蛋白家族重要成员,在昆虫的生长发育中起着重要作用。为了研究hexamerin基因(SpbHex)在大豆食心虫Leguminivora glycinivorella Matsumurav生长发育过程中的作用,对大豆食心虫SpbHex基因进行克隆与表达分析。【方法】利用RT-PCR和RACE技术克隆SpbHex的cDNA全长序列,并通过qPCR研究其在不同发育阶段和幼虫不同组织的表达情况。【结果】SpbHex基因cDNA序列全长2 161 bp,其中开放阅读框2 112 bp,编码703个氨基酸。蛋白预测分子量84.15 ku。hexamerin基因在大豆食心虫不同发育阶段和不同组织中均有表达。在不同生长发育阶段中4龄幼虫的表达量较高,1龄和成虫的表达量较低;在不同组织中脂肪体的表达量较高,表皮中的表达量最低。【结论】本研究克隆了大豆食心虫储存蛋白hexamerin基因,并对其在大豆食心虫中表达模式进行分析,为进一步明确hexamerin基因在大豆食心虫生长发育中的作用奠定基础。     

柞蚕Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂ApKTSPI基因克隆及表达特征分析

【目的】克隆柞蚕(Antheraea pernyi)Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂(ApKTSPI)基因的cDNA序列并进行序列分析,研究ApKTSPI基因的组织表达分布及病原物免疫刺激后的表达模式,原核表达ApKTSPI。【方法】利用RACE-PCR方法扩增柞蚕ApKTSPI基因全长cDNA,生物信息学软件进行序列分析,利用实时定量PCR检测柞蚕ApKTSPI基因的组织分布及免疫刺激后的表达模式,利用pET-28a载体在大肠杆菌BL21中融合表达ApKTSPI。【结果】柞蚕ApKTSPI基因的cDNA全长568 bp,开放阅读框编码96个氨基酸,含一个Kazal结构域。ApKTSPI基因在柞蚕5龄幼虫脂肪体中特异性高表达,在核型多角体病毒、大肠杆菌和白僵菌免疫刺激后表达量都能上调,但上调的程度和时间都不同。ApKTSPI在大肠杆菌中成功诱导表达。【结论】获得了柞蚕ApKTSPI基因的cDNA全长,并研究了ApKTSPI基因的表达模式,为进一步研究其在柞蚕免疫中的功能及作用机理奠定了基础。     

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。     

鳜胰岛素样生长因子-I cDNA全长克隆及组织表达分析

采用RT-PCR、cDNA末端快速扩增法(RACE)等技术克隆了鳜(Siniperca chuatsi)肝组织胰岛素样生长因子-I(IGF-I)cDNA全长序列.结果表明,鳜IGF-I cDNA全长1 784 bp,包括5'端非翻译区233bp,3'端非翻译区990 bp和开放阅读框561 bp,共编码186个氨基酸;前肽由信号肽、成熟肽、E肽三部分组成,其中,信号肽44个氨基酸,成熟肽68个氨基酸,E肽74个氨基酸;成熟肽由B、C、A、D 4个区域组成,E肽分析表明,鳜IGF-I属Ea-4型.鳜IGF-I氨基酸序列与其他脊椎动物IGF-I氨基酸序列相似度达81%～99%,表明IGF-I在脊椎动物进化中较为保守.运用实时荧光定量RT-PCR技术检测了鳜IGF-I在成鱼不同组织中的表达水平,其中,肝中表达量最高,肾、脑、后肠、皮肤、性腺表达量次之,胃、脾、前肠、鳃、心、肌肉表达量较低.本研究结果为该基因的时序表达、生长调控等研究奠定了分子基础.     

桃蛀螟成虫Orco嗅觉受体基因的克隆及组织表达谱分析

【目的】克隆桃蛀螟Conogethes punctiferalis (Guenée)的Orco嗅觉受体基因, 并研究其在不同组织的表达谱。【方法】利用PCR技术克隆桃蛀螟触角Orco基因, 对该基因编码的氨基酸序列进行生物信息学分析, 并利用荧光定量PCR技术分析该基因在的表达量。【结果】获得桃蛀螟成虫Orco的cDNA全长序列, 并命名为CpunOrco（GenBank登录号： JX101681）。该基因的开放阅读框全长1 425 bp, 编码475个氨基酸, 序列中有7个跨膜区。对桃蛀螟成虫不同组织中CpunOrco的荧光定量PCR结果表明, CpunOrco主要在触角和下颚须中表达, 雄虫触角中的表达量高于雌虫, 并且该基因在其他组织中也有一定的表达。【结论】本研究明确了该嗅觉受体基因在桃蛀螟成虫不同组织内的表达水平, 为进一步研究其功能提供了理论依据。     

Two hepcidin-like antimicrobial peptides in Barramundi Lates calcarifer exhibit differing tissue tropism and are induced in response to lipopolysaccharide

Genes encoding two hepcidin-like antimicrobial peptides were discovered in Barramundi, Lates calcarifer (barramundi, Giant sea perch). Analysis of the coding regions indicated that genes for each hepcidin comprised 3 exons and 2 introns. The deduced amino acid sequences for each molecule resulted in a protein comprising a signal sequence of 24 aa in each case, coupled to a prepropeptide of 75 aa for hepcidin 1 and 78 aa for hepcidin 2. A cleavage site was identified in each prepropetide at amino acid 64 with the cleavage motif--QKR/QS--resulting in mature peptides of 25 and 28 amino acids respectively. Each mature peptide contained 8 conserved cysteine residues and 3 dimensional modeling predicted a β-hairpin and β-sheet structure characteristic of human Liver Expressed Antimicrobial Peptide (LEAP). Analysis of the deduced amino acid sequences by BLAST with phylogenetic supported indicated that hepcidin 1 was a HAMP1-type peptide closely related to hepcidins identified in other Perciformes (Micropterus and Pseudosciaena), whilst hepcidin 2 was a HAMP2-type peptide most similar to a hepcidin previously identified in black rock fish (Sebastes schlegeli). Both hepcidin genes were inducible in barramundi following intraperitoneal injection with lipopolysaccharide, with elevated expression detected in liver and head kidney 3 h post IP injection for hepcidin 1 and in liver only for hepcidin 2. The elevated expression was transient with return to normal levels within 24-48 h. No significant expression of either peptide was detected in spleen, skin or gill following IP injection with LPS.     

Two different types of hepcidins from the Japanese flounder Paralichthys olivaceus

The cysteine-rich peptide hepcidin is known to be an antimicrobial peptide and iron transport regulator that has been found in both fish and mammals. Recently, we found two different types (designated Hep-JF1 and Hep-JF2) of hepcidin cDNA in the Japanese flounder, Paralichthys olivaceus, by expressed sequence tag analysis. The identity of amino acid sequences between Hep-JF1 and Hep-JF2 was 51%. The Hep-JF1 and Hep-JF2 genes both consist of three exons and two introns, and both exist as single copies in the genome. The predicted mature regions of Hep-JF1 and Hep-JF2 have six and eight Cys residues, respectively. The first Cys residue of Hep-JF1 was deleted and the second was replaced with Gly. The number and positions of Cys residues in Hep-JF2 are the same as they are in human Hep. Hep-JF1 is specifically expressed in liver while the expression of Hep-JF2 was detected from gill, liver, heart, kidney, peripheral blood leucocytes, spleen and stomach. Gene expression of Hep-JF1 in liver decreased during experimental iron (iron-dextran) overload. Expression of Hep-JF1 in liver was decreased by injecting fish with iron-dextran and increased by injecting lipopolysaccharide. Iron overload did not significantly affect expression of Hep-JF2 in liver but it did increase expression of Hep-JF2 in kidney. Lipopolysaccharide injection increased expression of Hep-JF2 in both liver and kidney. In liver, some cells expressed both Hep-JF1 and Hep-JF2 while some other cells expressed just one of them. Synthesized Hep-JF2 peptide showed antimicrobial activity, while synthesized Hep-JF1 peptide did not against several bacteria including fish-pathogenic bacteria used in this study.     

黄颡鱼MHC class II基因全长的克隆及饲料维生素D3对其组织表达的影响

为进一步丰富鱼类MHC class II基因的研究, 同时也为进一步探讨低磷饲料中添加维生素D₃对鱼类免疫功能可能的影响, 实验利用RACE (Rapid-amplification of cDNA ends) 即cDNA末端快速扩增技术, 成功克隆出黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)主要组织相容性复合体(Major histocompatibility complex, MHC) class II基因, 全长1074 bp, 其中ORF (Open reading frame)708 bp, 编码236个氨基酸, 5′UTR (5′端非翻译区)78 bp, 3′UTR (3′端非翻译区)259 bp。进行氨基酸序列比对分析得到: 黄颡鱼MHC class II基因ORF氨基酸序列与长吻逘(Leiocassis longirostris)的氨基酸序列相似度最高为69.5%, 与锦鲤(Cyprinus carpio)的氨基酸序列相似度最低为50.4%。利用qPCR对黄颡鱼MHC class II基因进行组织表达分析, 结果表明MHC class II在小肠、肝脏、鳃中表达较高; 在肌肉、鳍条中表达较低; 而在肾、脾脏、脑、头肾中表达量极低(几乎检测不到)。在低磷饲料中添加维生素D₃显著诱导了该基因的上调表达。研究结果展示了黄颡鱼MHC class II基因的分子结构、组织表达以及维生素D₃的作用, 在降低磷排放的同时, 为今后黄颡鱼免疫抗病及分子选育等方向的深入研究及免疫型饲料的使用奠定了基础。