池蝶蚌和三角帆蚌谷胱甘肽S转移酶基因表达特征

采用RT-PCR方法克隆获得池蝶蚌(Hyriopsis schlegerlii)和三角帆蚌(H.cumingii)GST片段,两种蚌的GST核苷酸序列相同,推导其编码92个氨基酸;经与不同物种进行氨基酸序列比对,显示其与软体动物、两栖动物和高等哺乳动物的GST具有高度同源性。RT-PCR半定量分析表明,GST在两种蚌的肝、闭壳肌等11种组织中除肠以外均有表达,肝中表达量较大;注射嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)后,三角帆蚌血细胞中GST表达量先降低后升高,而池蝶蚌血细胞中GST表达量先升高后降低,且在感染3h、6h、9h和24h时表达量约为三角帆蚌的2倍。     

外来种池蝶蚌与本地种三角帆蚌及其杂交种对三种生态因子的耐受力

为了探索外来种池蝶蚌引入的生态风险,对池蝶蚌(C)与三角帆蚌(S)及其杂交种正交F1(三角帆蚌♀×池蝶蚌♂,SC)、反交F1(池蝶蚌♀×三角帆蚌♂,CS)幼蚌的低氧、干露和重金属汞耐受力进行了比较研究.结果表明:4种幼蚌对低氧、干露和重金属汞均有不同程度的耐受能力.其中CS 的窒息点最低(0.92 mg·L-1),对低氧的耐受力最强,其次是C和SC,窒息点分别为1.04和1.10 mg·L-1,S窒息点最高(1.31 mg·L-1),方差分析表明S与其它3种差异均极显著(P＜0.01),耐低氧能力最弱.C、SC和CS的干露耐受力无明显差异,但要显著强于S(P＜0.01).根据4种幼蚌72 h和96 h对汞的半致死浓度的耐受力由强至弱依次为C＞CS＞SC＞S.表明池蝶蚌的耐受力显著强于三角帆蚌,今后应加强对池蝶蚌的监控和防范力度,以避免对中国的特有种三角帆蚌构成生存威胁.     

三角帆蚌CypA基因的克隆及其在嗜水气单胞菌感染后的表达分析

为研究亲环蛋白A (Cyclophilin A, CypA)在三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)免疫系统中的作用,研究利用PCR与RACE技术克隆获得三角帆蚌CypA基因全长cDNA序列(基因序列登录号:MN121742)。三角帆蚌CypA基因cDNA序列全长1237 bp,其5′非编码区(UTR)长度为57 bp, 3′非编码区长度为688 bp,三角帆蚌CypA基因的开放阅读框(Open Reading Frame, ORF)长度为492 bp,编码164个氨基酸, CypA蛋白质理论等电点为8.9,相对分子量为17.29 kD。在GenBank中进行同源序列检索,三角帆蚌CypA氨基酸序列与其他贝类CypA的相似性依次为池蝶蚌(Hyriopsis schlegelii)(99.39%)、青蛤(Cyclina sinensis)(77.44%)、菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)(78.05%)、近江牡蛎(Crassostrea ariakensis)(78.66%)和大竹蛏(Solen grandis)(75.05%)。通过SWISS-MO...     

池蝶蚌HsPif基因的克隆及表达分析

为了探究池蝶蚌(Hyriopsis schlegelii)酸性基质蛋白Pif基因的基本功能,研究通过RACE-PCR技术首次在池蝶蚌中获得了Pif基因的cDNA全长序列,命名为HsPif,其全长为3457 bp, 5′端非翻译区(5′UTR)为485 bp,3′端非翻译区(3′UTR)为363 bp,开放阅读框(ORF)3072 bp,共编码1023个氨基酸,生物信息学分析结果显示HsPif蛋白含有一个von-Willebrand因子A型结构域和三个几丁质结合结构域;氨基酸组成成分结果表明天冬氨酸含量最高,组氨酸含量最低; HsPif蛋白亲水指数为–0.566,为亲水蛋白。构建系统进化树分析显示Pif基因保守性较高,与三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)Pif相似度最高,且与其他贝类在同一个大支上。组织荧光定量PCR结果表明:HsPif基因主要在外套膜中表达;分子原位杂交显示杂交反应主要在外套膜上皮细胞发生。进行植核手术后进行qPCR检测HsPif基因的表达量变化,实验结果表明, HsPif基因可能与珍珠层的分泌有关,有助于进一步了解珍珠形成的机制,为珍珠养殖提供参考。     

三角帆蚌食性及摄食率的初步研究

三角帆蚌( Hyriopsis cumingii) 属滤食性双壳贝类, 通过滤水来摄食水中的浮游生物和有机碎屑等食物, 可使水质得到相应改善。作者在水库已连续多年开展了较大规模的三角帆蚌净水试验研究工作。       

我国五大淡水湖三角帆蚌群体mtDNA CO Ⅰ基因片段变异分析

三角帆蚌（Hyriopsiscumingii）,隶属于瓣鳃纲（Lamelli—brachia）,真瓣鳃目（Eulamellibranchia）,蚌科（Uionidae）,帆蚌属（Hyriopsis）。三角帆蚌是中国特有的优质淡水育珠母蚌。随着珍珠养殖产业的发展,生产中三角帆蚌种质退化严重,筛选或培育出品质优良的三角帆蚌是当前亟需解决的关键问题之一。我国五大湖鄱阳湖、洞庭湖、太湖、巢湖和洪泽湖是三角帆蚌的主要分布区域,对五大淡水湖三角帆蚌群体遗传多样性、群体间遗传变异及亲缘关系的研究将对三角帆蚌种质资源保护和良种选育产生重要的意义。     

池蝶蚌线粒体基因组双单性遗传现象分析

部分双壳贝类的线粒体遗传方式不同于标准的母系遗传(SMI),被称为双单性遗传现象(DUI)。池蝶蚌(Hyriopsis schlegelii)是淡水双壳贝类,是否存在双单性遗传现象?本文采用普通PCR扩增、SHOT-GUN测序及软件拼接获得了雄性池蝶蚌线粒体基因组(以下简称Hs-mtDNA)全序列,并与本实验室已报道的雌性池蝶蚌线粒体基因组全序列进行差异性分析。结果表明,雄性和雌性Hs-mtDNA全长分别为15961 bp和15939 bp,雄性比雌性长22 bp,雌雄线粒体基因组成与排列顺序一致。各蛋白编码基因的碱基数目均一致,碱基转换率为1.01%～7.34%,颠换率为0.00%～0.62%,氨基酸差异率为0.00%～9.35%;其中,COX1基因变异率为2.72%;COX2基因碱基变异率最高,达7.50%,雄性COX2的3'末端没有出现编码延伸区。雄性12S rRNA基因发生5 bp的碱基转换,差异率为0.6%;16S rRNA基因比雌性长9 bp,碱基差异率仅为1.2%。雌雄tRNA-His均位于H链上,介于COX2与ND3之间,没有出现位置的差异性。雌雄Hs-mtDNA的非编码区共有28个1～393 bp的片段,但未见控制区。在tRNA-Glu与tRNA-Tyr间有一段长393 bp的非编码区存在蛋白质翻译功能,但非雄性特异性蛋白。以COX1基因建立系统进化树,池蝶蚌和三角帆蚌(H.cumingii)聚在一起,而含有双单性遗传现象的无齿蚌属的Pyganodon grandis、小方蚌亚科的Venustaconcha ellipsiformis及小方形蚌属的Quadrula quadrula三者雄性聚为一支,雌性聚为一支。因此,雌雄池蝶蚌线粒体存在一定的差异性,但其差异要比其他具有双单性遗传现象的淡水双壳类小得多,且池蝶蚌线粒体遗传可能不存在双单性遗传现象。     

池蝶蚌CyPA的应激表达及对Hela细胞生长的影响

研究分析了池蝶蚌(Hyriopsis schlegelii)亲环蛋白A(Cyclophilin A, CyPA)诱导的应激反应和对Hela细胞生长的影响。采用嗜水气单胞杆菌诱导刺激池蝶蚌, 并利用Real-time PCR技术对其肝脏、性腺和血淋巴中CyPA基因mRNA的表达量进行分析, 应激实验表明, 在嗜水气单胞杆菌刺激后血淋巴、肝脏和性腺中的CyPA在诱导4h出现一个表达峰, 8h后开始下降, 说明池蝶蚌HsCyPA基因参与免疫防御应答反应; 利用pET-32a(+)表达载体, 根据HsCyPA基因cDNA的序列, 构建了含有完整开放阅读框(ORF)的表达载体并在大肠杆菌BL21(DE3)中进行原核表达, 优化诱导条件后, 通过亲和层析获得了含量较高的上清可溶性蛋白; 采用MTT法, 将原核表达的重组CyPA蛋白稀释到相应(50、100、200、400和800 ng/mL)浓度, 刺激Hela细胞系后发现, 重组池蝶蚌CyPA蛋白能促进Hela细胞生长, 刺激浓度为100 ng/mL时, 达到最大增殖率18.5%。结果初步表明, 池蝶蚌CyPA是一个既参与免疫应激又对细胞的生长发育具有影响的功能广泛的蛋白质。       

三角帆蚌Hc-GSK3β基因鉴定及内壳色性状相关SNP筛选

为了探究三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)糖原合成激酶-3β(GSK3β)基因对壳色的影响,研究采用RACE技术获得Hc-GSK3β基因cDNA全长1867 bp,其中包含1261 bp的ORF区编码420个氨基酸, ORF中含有一个S＿TKc结构域,该结构域序列高度保守。组织差异表达分析发现Hc-GSK3β基因在紫色蚌鳃、斧足、内脏团和边缘膜组织中表达量高于白色蚌的表达量(P<0.05),且在斧足和边缘膜表达差异水平达到极显著(P<0.01),而在紫色蚌闭壳肌组织中表达量显著低于白色蚌(P<0.05)。原位杂交(ISH)实验结果显示在三角帆蚌外套膜的外褶、中褶、內褶、背膜区和腹膜区均有阳性信号产生,且在外褶的信号表达较强烈。该基因经重测序比较,共鉴定出6个SNP位点,其中在C+185A位点的CA基因型在紫色蚌的分布频率显著高于白色三角帆蚌(P<0.05);在紫色蚌中, T+341G位点TT基因型三角帆蚌内壳颜色参数b值显著低于TG基因型(P<0.05)。研究表明, Hc-GSK3β基因参与了三角帆蚌壳色形成,筛选的SNP标记可用于三角帆蚌壳...     

三角帆蚌组织蛋白酶L基因的克隆和序列特征与进化分析

组织蛋白酶L在多种生理过程中具有重要作用.根据本实验室构建的三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)cDNA文库中已标注的EST序列,利用RACE方法克隆了三角帆蚌组织蛋白酶L基因的cDNA全序列(GenBank登录号为HQ610996).结果表明,该序列全长为1 105 bp,包括24 bp的5'-末端非转录区,1 002 bp的开放阅读框和79 bp的3'-末端非转录区,共编码333个氨基酸,包含1个由20个氨基酸组成的信号肽.推测的三角帆蚌组织蛋白酶L前体肽具有组织蛋白酶前体抑制因子功能结构域,具有组织蛋白酶L家族高度保守结构基序ERFNIN[E-X3-R-X2-(I/V)-F-X3-N-X3-I-X3-N]、GNFD和GCXGG;该蛋白的半胱氨酸类蛋白酶半胱氨酸、组氨酸和天冬氨酸活性位点均高度保守.同源性分析表明,推测的三角帆蚌组织蛋白酶L氨基酸序列与其他贝类高度保守,同源性在60%-74%之间.进化分析显示,三角帆蚌组织蛋白酶L与其他贝类组织蛋白酶L聚为一支,在该支中,三角帆蚌与软体动物淡水螺(R.peregra)的亲缘关系最近.本研究结果为进一步研究三角帆蚌组织蛋白酶L的生理功能提供基础资料.     

池蝶蚌线粒体基因组全序列分析

采用普通PCR扩增、SHOT-GUN测序、软件拼接首次获得了池蝶蚌（Hyriopsis schlegelii）线粒体基因组全序列。线粒体基因组全长为15939 bp,由13个蛋白质编码基因、22个tRNA基因、2个SrRNA基因和28个长度为1393 bp的非编码区组成;除ND3-ND5、ND4L、ATP6、ATP8、COX1-COX3、tRNA-D、tRNA-H之外,其他大多数基因在L链编码。池蝶蚌线粒体全基因组序列、蛋白编码基因、tRNA基因、rRNA基因及非编码区的A+T含量分别为60.36%、59.84%、61.7%、60.23%及62.5%,与其他淡水蚌类一致,均表现出A+T偏好性,淡水蚌类线粒体基因组长度的差异主要表现在非编码区长度的差异。池蝶蚌mtDNA的COX2-12SrRNA区域基因排列存在差异,是ND3、tRNAHis、tRNAAla、tRNASer1、tRNASer2、tRNAGlu、ND2、tRNAMet 8个基因发生重组造成。22个tRNA基因都具有典型的三叶草二级结构,tRNA-E与 tRNA-W间的非编码区含有一个ORF区,而控制区并未发现。从GenBank上下载的14种双壳纲贝类的mtDNA序列构建的系统进化树,显示池蝶蚌与三角帆蚌亲缘关系最近。研究结果为淡水珍珠蚌线粒体基因重排及进化特征提供理论依据。       

水体Ca2+对三角帆蚌珍珠质沉积的影响

为研究不同水体Ca2+浓度(10-80 mg/L)下三角帆蚌生长和珍珠质沉积量和晶体结构的变化, 采用鱼蚌混养的养殖模式养殖10周。结果表明, 1龄幼蚌生长的适宜Ca2+浓度为40 mg/L, 2龄未植片三角帆蚌生长的适宜Ca2+浓度为40-70 mg/L, 2龄植片三角帆蚌珍珠沉积的适宜Ca2+浓度为40 mg/L。拉曼光谱分析和珍珠层小片的扫描电镜观察结果表明, 适宜Ca2+浓度影响三角帆蚌珍珠质沉积可能是通过促进外套膜组织有机基质分泌从而调节CaCO3晶体形成和生长实现的。研究结果提示, 在三角帆蚌生长快速季节, 养殖水体中添加一定的钙源如生石灰等将有利于蚌体和珍珠的生长。同时研究结果也为加快珍珠培育, 提高珍珠品质提供理论依据和实践操纵手段。     

Molecular characteristics and expression of calmodulin cDNA from the freshwater pearl mussel, Hyriopsis schlegelii

Calmodulin (CaM) is a multifunctional intracellular calcium ion receptor protein that participates in a range of cellular processes, including calcium metabolism in mussels. To investigate the role of CaM in freshwater mollusk shell calcium metabolism, the full-length CaM cDNA was isolated from the freshwater pearl mussel, Hyriopsis schlegelii (referred to as hsCaM) using SMART RACE technology. The full-length hsCaM was 855 bp in size, containing a 70-bp 5'-untranslated sequence, a 447-bp open reading frame, a 309-bp 3'-untranslated sequence, and a 26-nucleotide long poly(A) tail. The hsCaM mRNA expression in different mussel tissues was examined using real-time PCR. The hsCaM mRNA was found to be ubiquitously expressed, but far more abundant in the gill, foot, and mantle than in the posterior adductor muscle. Real-time PCR was also used to determine hsCaM mRNA expression levels in mantle tissues of H. schlegelii at different ages. No significant differences between one-, two-, and three-year-old mussels were detected, but expression increased in four-year-old mussels and then decreased in five-year-old mussels. CaM appears to be involved in calcium regulation of the mantle in four-year-old mussels, which may secrete more mother of pearl during pearl culture.     

美国紫踵劈蚌与三角帆蚌和褶纹冠蚌的形态比较与判别分析

描述了紫踵劈蚌(Potamilus alatus)贝壳外部和内部特征,并对紫踵劈蚌、三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)和褶纹冠蚌(Cristaria plicata)进行了形态学比较。运用多变量形态度量学方法分析了3种淡水育珠蚌的形态差异。主成分分析构建了2个主成分,其中第一主成分的方差贡献率为66·90%,第二主成分的贡献率为33·10%,2个主成分的累计贡献率达到100%;采用逐步判别法,从11个比例性状中筛选出6个主要性状建立了3种育珠蚌的形态判别函数,其综合判别准确率达到100%。     

三角帆蚌五个野生群体线粒体DNA 16S rRNA遗传特性

对中国主要淡水湖泊(鄱阳湖、洞庭湖、太湖、洪泽湖及巢湖)三角帆蚌5个野生群体的线粒体DNA 16S rRNA基因片段进行了扩增和测序,得到473bp的碱基序列,没有发现插入/缺失突变的核苷酸位点。检测到了32个多态性核苷酸位点,共7种单倍型。鄱阳湖群体的222(C→G)和325(A→G)位点,太湖群体的233(A→G)位点,巢湖群体的40(A→G)、138(A→T)和294(C→T)位点,洪泽湖群体的241(A→C)位点的变异可以作为区分群体分子遗传标记位点。洞庭湖群体未发现特异位点。在5个群体间鄱阳湖群体多态性位点、核苷酸多态性、单倍型多态性和单倍型数量4个指标都最高,表明鄱阳湖群体具有最为丰富的遗传结构,遗传变异最大,可作为三角帆蚌选育的基础群体。     

池蝶蚌Sox2 基因在不同组织及不同月龄精巢中的表达

Sox 基因家族在胚胎发育过程和性别分化中起重要作用, 为研究池蝶蚌中Sox 基因的功能, 以人SRY基因HMG-box 保守区的序列设计简并引物, 以雌、雄池蝶蚌基因组DNA 和精巢cDNA 为模板进行扩增, 获得了2 个不完全相同的序列, 分别为DNA-HMG1、DNA-HMG2 和cDNA-HMG, 长度均为220 bp, 编码73个氨基酸。与人等物种Sox1、Sox2、Sox3 及Sox14 有很高的同源性, 雌雄个体之间没有序列差异性。采用RACE-PCR 扩增获得了池蝶蚌性腺Sox2 部分cDNA 片段, 长度为1774 bp, 该序列核苷酸与欧洲帽贝的SoxB和人类的Sox2 的同源性最高; 在部分开放阅读框249 个氨基酸残基中, 具有Sox 家族典型的HMG-box 结构域, 与人类、小鼠、原鸡和斑马鱼等Sox2 的HMG-box 同源性为98%。为了解该基因在各组织中的表达情况,采用实时荧光定量PCR 方法分析了外套膜、闭壳肌、鳃、肠、肝、肾、精巢和卵巢在内的8 种组织hs-Sox2的表达情况, 结果显示, hs-Sox2 基因在8 种组织中均有表达, 其中在肾脏中的表达量最高, 其次是肠与闭壳肌, 在雄性性腺中的表达量明显高于雌性性腺, 在肝脏中的表达量最低; 为了解hs-Sox2 在不同性腺发育时期的表达情况, 采用实时荧光定量PCR 方法分析了5 个不同月龄的精巢组织中hs-Sox2 的表达情况, 结果显示在39 月龄性腺的表达量最高, 其次是16 月龄性腺, 63 月龄蚌中的表达量最少。以上结果表明, hs-Sox2 基因可能参与了池蝶蚌精巢的发育及功能的维持。       

不同壳色三角帆蚌外套膜基因的SRAP-cDNA差异分析

三角帆蚌幼蚌壳表面颜色和放射条纹表型遗传分离均符合孟德尔单基因位点的一对等位基因调控规律。研究为进一步阐释其壳色遗传分子调控机制, 应用群体分离分析法（BAS）和SRAP-cDNA 比较了两种典型外壳色表型三角帆蚌外套膜组织的基因表达差异。采用30个引物组合获得5个差异片段, 回收克隆测序获得14条差异序列, 大小在195-339 bp之间, 通过序列比对, 获得与2个相似蛋白序列, 包括类二氢嘧啶脱氢酶和类锌指MYM-1型蛋白, 而未发现与色素合成相关基因和蛋白, 但三角帆蚌外壳色表型差异是否与嘧啶代谢和类锌指蛋白参与的基因表达调控有关还有待进一步研究。       

ARTP诱变对三角帆蚌外套膜细胞生长活性及其生物矿化相关因子的影响

为获取高活力的外套膜细胞, 研究通过常压室温等离子体(Atmospheric and room temperature plasma, ARTP)诱变和流式细胞术等技术分析了不同诱变气量组(10、12和15 SLM组)和处理时间对三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)体外培养的外套膜细胞的细胞活性及生物矿化相关功能的影响。结果表明: ARTP诱变360—900s能显著升高各组三角帆蚌外套膜细胞活力, 且在900s时达到最大值(P<0.05); 渗透压稳定剂的添加, 显著提高了诱变过程中12和15 SLM组在360—900s作用时间下的细胞活力(P<0.05), 其中12 SLM组外套膜细胞增殖指数显著上升至最大值(P<0.05); 诱变后细胞体外培养24h时结果显示, 12 SLM组720s的外套膜细胞活力显著达到最高(P<0.05); 15 SLM组(诱变时间为720s, 下同)SOD活力随着诱变气量的增大呈显著下降趋势, 且在15 SLM组显著降至最低水平(P<0.05), 相反, 微核率在15 SLM组达到最大值; 生物矿化分析表明, 外套膜细胞Ca2+的浓度、生物矿化相关的关键酶(碳酸酐酶、碱性磷酸酶)和钙调蛋白基因(Calmodulin, CAM)基因均在12 SLM组达到最大值(P<0.05), 而EFCB1(EF-hand calcium-binding domain-containing protein 1)基因结果显示在10 SLM组达到最大值(P<0.05), 12 SLM次之; 以上分析表明, 氦气诱变在气量为12 SLM, 处理720s时与渗透压稳定剂连用对外套膜细胞活性及其他生物学活性影响最为显著, 暗示氦气诱变可有效作用于外套膜细胞的离体培养, 为三角帆蚌建立细胞系提供生物学基础与新思路。     

Strategies for the conservation of endangered freshwater pearl mussels (<Emphasis Type="Italic">Margaritifera margaritifera</Emphasis> L.): a synthesis of Conservation Genetics and Ecology

Freshwater pearl mussels (Margartifera margaritifera L.) are among the most critically threatened freshwater bivalves worldwide. The pearl mussel simultaneously fulfils criteria of indicator, flagship, keystone and umbrella species and can thus be considered an ideal target species for the process conservation of aquatic ecosystem functioning. The development of conservation strategies for freshwater pearl mussels and for other bivalve species faces many challenges, including the selection of priority populations for conservation and strategic decisions on habitat restoration and/or captive breeding. This article summarises the current information about the species’ systematics and phylogeny, its distribution and status as well as about its life history strategy and genetic population structure. Based on this information, integrative conservation strategies for freshwater mollusc species which combine genetic and ecological information are discussed. Holistic conservation strategies for pearl mussels require the integration of Conservation Genetics and Conservation Ecology actions at various spatial scales, from the individual and population level to global biodiversity conservation strategies. The availability of high resolution genetic markers for the species and the knowledge of the critical stages in the life cycle, particularly of the most sensitive post-parasitic phase, are important prerequisites for conservation. Effective adaptive conservation management also requires an evaluation of previous actions and management decisions. As with other freshwater bivalves, an integrative conservation approach that identifies and sustains ecological processes and evolutionary lineages is urgently needed to protect and manage freshwater pearl mussel diversity. Such research is important for the conservation of free-living populations, as well as for artificial culturing and breeding techniques, which have recently been or which are currently being established for freshwater pearl mussels in several countries.