赤眼鳟Mx基因全长cDNA克隆及其经GCRV攻毒后的组织表达分析

为研究赤眼鳟(Squaliobarbus curriculus)Mx蛋白(Myxovirus resistance protein)的功能, 采用简并PCR和SMART RACE方法从赤眼鳟脾脏中克隆得到Mx基因全长cDNA, 并通过生物信息学方法分析其同源性, 再利用实时荧光定量PCR (RT-qPCR)检测其在脾、肝、肠、肾等9个组织中的表达, 以及感染草鱼呼肠孤病毒(Reovirus of Grass carp) GCRV-104后不同时间点赤眼鳟Mx的时空表达规律。结果表明: 赤眼鳟Mx基因cDNA序列(ScMx)全长2325 bp, 包含5'-UTR 40 bp, 3'-UTR 371 bp和ORF 1884 bp, 共编码627个氨基酸, 其编码的Mx蛋白分子量约为70.9 kD, 理论等电点 pI 为 8.25, 具有脊椎动物Mx蛋白共有的结构特征; 赤眼鳟Mx与鲫鱼Mx3同源性最高; Mx在赤眼鳟脾、肝、肠、肾等9个组织中均有表达, 其中肝脏中的相对表达量最高, 脾脏次之, 肠组织中的表达量最低; 经GCRV-104病毒感染刺激后, ScMx在肝和脾组织中的表达量显著上调, 均在48h到达峰值, 分别为对照组的10倍(肝)和5倍(脾), 且在这两个组织中的表达模式相似, 均表现为先升高后下降的波动型变化趋势。研究表明ScMx参与了赤眼鳟抗GCRV-104病毒的免疫反应。       

赤眼鳟MyD88基因cDNA克隆与表达特性研究

实验使用RACE-PCR技术获得了赤眼鳟(Squaliobarbus curriculus)髓样分化因子88 (Myeloid differentiationfactor 88, MyD88)的cDNA全长, 命名为ScMyD88。ScMyD88的cDNA全长为1779 bp, 其中开放阅读框855 bp, 共编码284个氨基酸残基, 推导的蛋白质分子量为33.053 kD, 理论等电点为5.66。赤眼鳟MyD88具有典型的MyD88结构特征, 包括死亡结构域和TIR结构域(Toll-IL-1 receptor domain, TIR), 其氨基酸序列和鲤科鱼类具有高度保守性, 相似性达到了90%以上, 特别是和武昌鱼相比, 相似性达到了98%。在检测的9个赤眼鳟组织和器官中均有MyD88表达, 其中肝脏、头肾和体肾中表达水平最高, 在脑中表达量最低。在草鱼呼肠弧病毒(Grass carp reovirus, GCRV)感染初期(12h内), MyD88在赤眼鳟免疫组织中表达水平急剧上升, 特别是在脾脏和体肾中尤为明显, 随后恢复正常水平。研究表明, MyD88在赤眼鳟抵抗GCRV入侵的免疫应答反应初期发挥了重要作用。     

赤眼鳟Toll样受体3基因cDNA全长克隆及表达分析

为探究赤眼鳟（Squaliobarbus curriculus）Toll样受体3（Toll-like receptor 3,ScTLR3）基因是否参与抗病毒免疫反应,实验运用RACE技术,克隆得到ScTLR3基因cDNA全长序列,并进行了生物信息学分析;通过Real-Time qPCR技术,检测了ScTLR3 mRNA在健康赤眼鳟10个组织中的分布以及感染草鱼呼肠孤病毒（GCRV）后肝脏、脾脏、体肾和头肾中的表达特征。结果表明:ScTLR3基因cDNA序列全长4043 bp,包括5-非编码区（UTR）216 bp,开放阅读框（ORF）2715 bp和3-UTR 1112 bp;ScTLR3共编码904个氨基酸残基,推导的蛋白分子量102.67 kD,理论等电点8.76;SMART结构域预测显示,ScTLR3由N端的信号肽（SP）、富亮氨酸结构域（LRRs）、跨膜结构域（TM）和C端的Toll/白介素-1受体结构域（TIR）组成。实时荧光定量结果显示,ScTLR3mRNA在检测的各组织中均有表达,肝脏中的相对表达量极显著高于其他组织（P0.01）;感染GCRV后,肝脏、脾脏、体肾和头肾组织中ScTLR3 mRNA均上调表达,肝脏、脾脏和体肾组织中的相对表达量在24h达到峰值,分别为对照组的5倍、7倍和6倍。研究表明,ScTLR3具有TLRs家族基因的典型结构特征,并能被GCRV诱导表达,推测其在赤眼鳟抗GCRV入侵免疫反应中发挥了重要作用。     

牡丹开花相关基因PsAP1的克隆与表达

APETALA1基因对花器官的形成具有重要作用,并且能够调节花期.以牡丹品种赵粉(Paeoniasuffru-ticosaL.cv.Zhaofen)为试材,采用RT-PCR和RACE方法从花瓣中获得了1个牡丹APETALA1基因cDNA全长,命名为PsAP1,GenBank登录号为HM143943.其cDNA全长1103 bp,包含130 bp的5′非编码区、244 bp的3′非编码区和1个长度为729 bp编码242个氨基酸的开放阅读框.序列比对和系统进化分析表明,PsAP1与葡萄的亲缘关系最近,相似性达80%以上,属于MADS家族AP1/SQUA亚家族.相对荧光定量PCR分析表明,PsAP1在花瓣中的表达量最高,在雄蕊中表达量最低.     

胡子鲇Dmrt1基因全长cDNA克隆及其表达分析

以胡子鲇(Clarias fuscus)为研究对象,利用RT-PCR技术和SMART RACE技术克隆获得Dmrt1基因cDNA全长,并利用生物信息学分析其结构及功能;利用半定量RT-PCR技术检测胡子鲇性腺(精巢/卵巢)、肌肉、肠、肝脏、心脏、头肾、鳃丝、脑和眼等10种组织以及Ⅱ—Ⅴ期精巢中Dmrt1基因表达。结果表明:胡子鲇Dmrt1基因cDNA全长为1417 bp,其中5′非编码区(5′-UTR)为35 bp,3′非编码区(3′-UTR)为516 bp,开放阅读框(ORF)包含864 bp,编码287个氨基酸(aa),预测所编码DMRT1为主要位于细胞核内的不稳定性亲水蛋白。氨基酸序列比对显示,胡子鲇DMRT1与已公布的非洲胡子鲇、蟾胡子鲇、黄颡鱼等鲇形目鱼类的相似性为83.3%—96.1%。胡子鲇DMRT1中具有DMRT基因家族共有的、保守性很高的DM结构域,此结构域具有典型的"C2H2C4"锌指结构,与上述鲇形目鱼类的相似性达100%,与斑马鱼、青鳉、虹鳟等鱼类的相似性为91.9%—97.3%,而与鸡、鼠、猪人等的相似性达80%以上。组织表达显示,胡子鲇Dmrt1基因仅在精巢中表达,且Ⅱ期精巢(即精子发生期)中Dmrt1基因表达量显著高于Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ期精巢(P<0.05),而卵巢及其他8种组织中均无表达,表明Dmrt1是胡子鲇精巢特异性表达基因,可能与胡子鲇的雄性性别决定、精子发生及精巢发育密切相关。     

辣椒多聚半乳糖醛酸酶基因CaPG的克隆与序列分析

以耐贮辣椒品系P98为材料,采用RACE方法,首次获得辣椒果实多聚半乳糖醛酶(PG)基因的全长cDNA,命名为CaPG,登录号为FJ596175.序列分析结果表明,该基因cDNA长1 668 bp,5′非编码区为119 bp,3′非编码区为442 bp,CDS长1 107 bp,编码368个氨基酸.Blast比对发现,该基因核苷酸序列与已报道的番茄和番木瓜PG基因具有84%和85%的相似性.聚类分析表明,该基因与番茄和番木瓜的亲缘关系较近,与拟南芥PG基因的亲缘关系较远.     

草鱼α1-抗胰蛋白酶基因cDNA全长克隆与表达分析

采用RACE技术获得α1-抗胰蛋白酶基因cDNA全长序列为1 469 bp,开放阅读框为1 329 bp,可编码442个氨基酸。5′非编码区长19 bp,3′非编码区长121 bp。核苷酸序列分析表明,在N端可能存在一个由1～21位氨基酸残基组成的信号肽;与斑马鱼的同源性最好,其次是虹鳟;在系统进化上,与在斑马鱼、虹鳟共聚为一个大支。用半定量RT-PCR分析正常及细菌诱导下草鱼α1-抗胰蛋白酶基因在不同组织中的表达分布。结果显示:正常情况下,草鱼α1-抗胰蛋白酶在肝脏表达最丰富,在脾脏、前肾、前肠、中肠、后肠和也有少量表达;细菌诱导下,肝脏中表达最强,前肾、脾脏、肠道中表达均明显提高,心脏和后肾中也出现较高表达。提示α1-抗胰蛋白酶可能参与了机体对嗜水气单胞菌感染的免疫应答。     

斜带石斑鱼TLR3基因的克隆及其在刺激隐核虫感染时的表达分析

TLR3(Toll like receptor 3)是Toll样受体家族的重要成员,通过识别病原相关分子模式,诱导宿主天然免疫应答。研究从斜带石斑鱼(Epinephelus coioides)中克隆得到TLR3 cDNA序列,全长为2937 bp,包括107bp的5′非编码区、100 bp的3′非编码区和编码909个氨基酸的2730 bp的开放阅读框。TLR3全长氨基酸序列包含1个信号肽、18个富含亮氨酸的重复序列(Leucine-rich Repeat LRR)、1个跨膜结构域和1个胞内TIR结构域(IL-R1 homologous region)。同源比对显示,斜带石斑鱼TLR3与其他已报道硬骨鱼类的TLR3具有较高的同源性(52%—67%)。组织表达分析显示,TLR3在健康斜带石斑鱼的组织中具有较广的表达分布,其中在前脑、体肾和脾脏中表达量较高。刺激隐核虫(Cryptocaryon irritans)感染斜带石斑鱼后:在皮肤中TLR3的表达量呈现先降低后升高的趋势,从感染后第7天开始上调,并在第10天达到高峰;而在脾脏中,TLR3的表达量在感染6h时就显著上调并达到峰值。结果表明斜带石斑鱼TLR3在抗刺激隐核虫的免疫应答过程中可能发挥重要作用。     

羊草OEE1基因的克隆及盐胁迫下的表达

从羊草(Leymus chinensis )叶片cDNA文库中克隆得到可能编码33 kD的光系统Ⅱ(PSⅡ)外周蛋白(oxygen-evolving enhancer protein1,OEE1)全长cDNA(GenBank登录号为EF583851),命名为LcOEE1.序列分析结果表明,该cDNA全长1 107 bp,5′非编码区为32 bp,3′非编码区为71 bp,编码区长987 bp,编码328个氨基酸.BALSTp比对发现,该基因氨基酸序列与已报道的小麦和水稻中的OEE1序列具有95%和94%的相似性.聚类分析表明,该基因与小麦和水稻的亲缘关系较近,与拟南芥和菠菜OEE1基因的亲缘关系较远.Northern杂交结果表明,在200 mmol/L的NaCl处理7 d的幼叶中,OEE1 mRNA的表达量明显高于未处理的对照,说明羊草中OEEl基因受盐诱导.     

鳜鱼Mx蛋白全长cDNA的克隆和序列分析

Mx蛋白是一类由I型干扰素诱导表达的抗病毒蛋白。本研究以感染了鳜传染性脾肾坏死病毒(Infectious spleen and kidney necrosis virus,ISKNV)的鳜鱼为材料,提取肝脏总RNA,通过逆转录一聚合酶链式反应(RT-PCR)扩增出Mx蛋白基因的核心片段序列,再应用3’和5’快速扩增cDNA末端(RACE)方法PCR扩增Mx蛋白cDNA末端,最终获得鳜鱼Mx蛋白cDNA序列(GenBank登陆号：AY392097)。序列分析表明：鳜鱼Mx蛋白cDNA含有2391bp,其中编码区长1881bp,编码627个氨基酸残基,推测蛋白质分子量大小为7．15kDa。鳜鱼Mx蛋白具有脊椎动物Mx蛋白共有的结构特征：一个三联体GTP结合区域(GXXXSGKS/T、DXXG、T／NKXD)一个发动蛋白家族的典型结构特征序列(LPRGS／KGIVTR);以及C端高度保守的Leu拉链结构域。鳜鱼Mx蛋白全基因的获得为下一步研究鱼类Mx蛋白的抗病毒活性、作用机制,以及干扰素的检测奠定了基础。     

Enhanced grass carp reovirus resistance of Mx-transgenic rare minnow (Gobiocypris rarus)

In the interferon-induced antiviral mechanisms, the Mx pathway is one of the most powerful. Mx proteins have direct antiviral activity and inhibit a wide range of viruses by blocking an early stage of the viral genome replication cycle. However, antiviral activity of piscine Mx remains unclear in vivo. In the present study, an Mx-like gene was cloned, characterized and gene-transferred in rare minnow Gobiocypris rarus, and its antiviral activity was confirmed in vivo. The full length of the rare minnow Mx-like cDNA is 2241 bp in length and encodes a polypeptide of 625 amino acids with an estimated molecular mass of 70.928 kDa and a predicted isoelectric point of 7.33. Analysis of the deduced amino acid sequence indicated that the mature peptide contains an amino-terminal tripartite GTP-binding motif, a dynamin family signature sequence, a GTPase effector domain and two carboxy-terminal leucine zipper motifs, and is the most similar to the crucian carp (Carassius auratus) Mx3 sequence with an identity of 89%. Both P0 and F1 generations of Mx-transgenic rare minnow demonstrated very significantly high survival rate to GCRV infection (P < 0.01). The mRNA expression of Mx gene was consistent with survival rate in F1 generation. The virus yield was also concurrent with survival time using electron microscope technology. Rare minnow has Mx gene(s) of its own but introducing more Mx gene improves their resistance to GCRV. Mx-transgenic rare minnow might contribute to control the GCRV diseases.     

草鱼和翘嘴鲌fgfrhl-1基因的克隆和表达分析

成纤维细胞生长因子受体同源类似物1(fgfrhl-1)基因是目前仅在鱼类基因组中检测到的fgfr基因家族成员, 该序列在鱼类进化过程中高度保守。为研究fgfrhl-1基因的表达情况和具体的功能, 在亲缘关系较远的草鱼(Ctenopharyngodon idellus)和翘嘴鲌(Culter alburnus Basilewsky)中克隆了fgfrhl-1的cDNA序列, 并通过半定量RT-PCR和冰冻切片原位杂交分析了该基因在成体不同组织中的表达情况。克隆结果的序列分析表明: 草鱼fgfrhl-1 cDNA序列全长为1472 bp, 5′-UTR长213 bp, 3′-UTR长56 bp, 开放阅读框长1203 bp; 翘嘴鲌fgfrhl-1 cDNA序列全长为1886 bp, 5′-UTR长298 bp, 3′-UTR长385 bp, 开放阅读框长1203 bp。在两种鱼类中该基因都编码400个氨基酸, 其预测的氨基酸序列同源性高达95.5%。蛋白二级结构预测表明Fgfrhl-1具有FGFRs家族蛋白的胞内酪氨酸激酶区, 跨膜的螺旋区和胞外配体识别结合区, 但其胞外区比FGFRs缺少了3个免疫球蛋白样结构域。通过RT-PCR方法在两种鱼类的心脏、鳃、肝、脾、尾鳍以及肌肉组织的肌间隔中均检测到了fgfrhl-1表达, 但在肌纤维中均没有检测到其表达。对这两种鱼类的肌肉组织、肝脏和脾脏进行的组织切片原位杂交表明fgfrhl-1只在这些组织和器官的结缔组织及导管中表达, 不在间质细胞结构中表达。这些结果说明: fgfrhl-1的成体组织特异性表达模式在不同鱼类中基本一致, fgfrhl-1在鱼类各组织和器官的结缔组织和导管的细胞中表达, 不在间质细胞中表达。因此, fgfrhl-1可能在鱼类结缔组织及导管分化调控或功能维持中有独特作用。     

Structure,organization and expression of common carp (Cyprinus carpio L.) NKEF-B gene

Natural killer (NK) cell enhancing factor (NKEF) belongs to the newly defined peroxiredoxin (Prx) family. Its functions are to enhance NK cell cytotoxicity and to protect DNA and proteins from oxidative damage. In this study, a partial cDNA sequence of carp NKEF-B was isolated from thymus cDNA library. Subsequently, the full-length cDNA of carp NKEF-B was obtained by means of 3′ and 5′ RACE, respectively. The full-length cDNA of carp NKEF-B was 1022 bp, consisting of a 73 bp 5′-terminal untranslated region (UTR), a 355 bp 3′-terminal UTR, and a 594 bp open reading frame coding for a protein of 197 amino acids. Carp NKEF-B contained two consensus Val-Cys-Pro (VCP) motifs and three consensus cysteine (Cys-51, Cys-70 and Cys-172) residues. Sequence comparison showed that the deduced amino acid sequence of carp NKEF-B had an overall similarity of 74–96% to that of other species homologues. Phylogenetic analysis revealed that carp NKEF-B forms a cluster with other known teleost NKEF-Bs. Then, by PCR we obtained a 5.1-k long genomic DNA of carp NKEF-B containing six exons and five introns. Real-time RT-PCR results showed that carp NKEF-B gene was predominantly detected in kidney and head kidney under un-infected conditions. Whereas under SVCV-infection condition, the expression of NKEF-B gene was significantly increased in blood cells, gill, intestine and spleen, but maintained in liver, and decreased significantly in kidney and head kidney. Finally, the rNKEF-B was constructed and expressed in Escherichia coli. By using an antibody against carp rNKEF-B, immunohistochemical study further indicated that NKEF-B positive cells are mainly some RBCs and a few epithelial cells in gill and intestine, and that under SVCV-infection condition, these positive cells or positive products in their cytoplasm were mainly increased in gill and spleen sections of carp. The results obtained in the present study will help to understand the function of NKEF-B in teleost innate immunity.     

大黄鱼PPAR β全长cDNA的克隆和组织表达

利用RT-PCR和SMART RACE的方法从大黄鱼肝脏中克隆了PPARβ全长cDNA。该序列长3390bp,5′端非翻译区146bp,3′端非翻译区1711bp,开放阅读框1533bp,可编码一个由510个氨基酸组成的蛋白质,该蛋白质分子量为57.2kDa、等电点为6.46。氨基酸序列分析表明,PPARβ基因具有较高的保守性,大黄鱼PPARβ与花鲈、金头鲷、欧鲽、大西洋鲑、红鳍东方鲀、人、黑猩猩、牛、兔及小鼠等10个物种的同源性为72%~91%,其中与花鲈同源性最高,为91%。用RT-PCR法检测PPARβ基因的组织表达,结果表明该基因在大黄鱼肌肉、眼、脾、肾、肝、鳃、心、肠和脑等9个组织中均有表达,其中肝脏组织表达量最大,肌肉最少。