SsC1qDC基因在毛蚶免疫防御中的作用

含C1q结构域蛋白(C1qDCs)在无脊椎动物免疫应答中发挥重要作用,但目前有关毛蚶(Scapharca subcrenata)C1qDCs免疫功能的研究鲜有报道。本研究从毛蚶中鉴定出一个含有典型C1q结构域的基因(命名为SsC1qDC),并分析了其对主要病原感染的响应特征。SsC1qDC的cDNA全长序列为711bp,编码含有N端信号肽和199个氨基酸的蛋白,系统进化分析显示SsC1qDC与双壳贝类的C1qDCs聚在一起。SsC1qDC在毛蚶卵细胞到眼点幼虫时期的表达量随发育阶段显著增加,且该基因在成体毛蚶各组织中均有表达,其中在肝胰腺和闭壳肌中表达水平较高。副溶血弧菌刺激可显著诱导SsC1qDC基因高表达,敲降SsC1qDC基因表达后毛蚶死亡率和血细胞凋亡水平显著升高,且导致毛蚶血细胞总数和吞噬活力显著下降。同时,敲降SsC1qDC基因的表达可显著抑制母源免疫相关基因Vg、LSZ、Dscam、TEP和SsC1qDC-3的表达,而C3、PAF3、SsC1qDC-1和SsC1qDC-2等基因的表达显著上调。本研究结果表明, SsC1qDC在毛蚶抗弧菌响应中发挥重要作用,对贝类免疫学和抗...     

中华乌塘鳢(Bostrychus sinensis)白细胞介素8基因的克隆及免疫应答表达分析

由细菌等感染引起的疾病对中华乌塘鳢(Bostrychus sinensis)养殖业的可持续发展造成严重威胁。白细胞介素8 (Interleukin-8, IL-8)在调节炎症反应和抗感染免疫方面扮演着重要的作用。利用PCR扩增和克隆测序获得了中华乌塘鳢IL-8 (命名为BsIL-8) cDNA序列。BsIL-8 cDNA序列全长1 244 bp, 包含576 bp的5’端非编码区序列(5’-UTR), 312 bp的开放阅读框序列(ORF)和356 bp的3’端非编码区序列(3’-UTR)。BsIL-8共编码103个氨基酸, 包含1个由18个氨基酸组成的信号肽和1个由62个氨基酸组成的SCY结构域。其中, SCY结构域包含1个CXC基序(Cys³⁰-Arg³¹-Cys³²)以及4个保守的半胱氨酸残基(Cys³⁰、Cys³²、Cys⁵⁷和Cys⁷³)。序列分析结果表明, BsIL-8与大弹涂鱼(Boleophthalmus pectinirostris)的IL-8序列相似性和一致性最高(分别为92.4%和86.4%)。基因组织表达分布结果显示, BsIL-8基因在主要组织器官中呈泛在性表达, 头肾BsIL-8基础表达量最高, 肝脏次之, 外周血最低。Poly (I:C)免疫刺激后, BsIL-8在4个重要免疫器官(脾脏、肝脏、头肾和外周血)中的表达量均发生了显著的上调(分别在刺激后3、12、24和24 h时表达量达到最高, P<0.01)。副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)感染后, BsIL-8基因在脾脏和外周血中的表达量均显著上调(均在感染后12 h时表达量达到最高, P<0.01), 而在肝脏和头肾中的表达量均显著下调(均在感染后12 h时表达量达到最低, P<0.01)。综上所述, BsIL-8基因参与了中华乌塘鳢抗感染免疫应答过程。     

大菱鲆CD55负调控补体激活及其广谱细菌结合能力

CD55蛋白在哺乳动物中是一种补体调控因子,但其在鱼类中的功能未知。本研究探索了大菱鲆(Scophthalmus maximus) CD55(SmCD55)蛋白的功能。结果表明,SmCD55蛋白由344个氨基酸残基构成,含有一个N端信号肽和3个补体调控蛋白(CCP)功能域。SmCD55基因在大菱鲆多种组织中均有表达,其中,在肌肉中表达量最低,在脑组织的表达量最高。通过原核表达获得了重组的SmCD55(rSmCD55)蛋白,发现rSmCD55蛋白能够抑制大菱鲆血清的溶血活性和杀菌活性,表明其负调控补体系统的激活。此外,本研究还发现rSmCD55蛋白可以结合包括重要水产病原菌迟缓爱德华氏菌(Edwardsiella tarda)、荧光假单胞杆菌(Pseudomonas fluorescens)、鳗弧菌(Vibrio anguilla­rum)、哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)和海豚链球菌(Strep­tococcus iniae)在内的多种细菌,其中与哈维氏弧菌的结合能力最强。以上这些研究结果丰富了鱼类补体系统的理论知识,加深了对鱼类补体激活调控的了解。     

Piwi基因参与两性卤虫(Artemia franciscana)的生殖调控研究

Piwi（P-element induced wimpy testis）基因编码Piwi蛋白,在生殖干细胞的自我更新、减数分裂过程、RNA沉默和转录调控中起重要作用。为探究Piwi基因参与两性卤虫生殖发育的作用,从两性卤虫Artemia franciscana转录组中筛选获得Piwi基因开放阅读框,进行序列分析和结构域预测等生物信息学分析,采用qPCR技术研究该基因在A.franciscana生殖腺发育不同时期表达特征,并利用RNAi显微注射技术探究其功能。生物信息学分析表明,A.franciscana Piwi基因的开放阅读框长2 619 bp,编码872个氨基酸;Piwi基因编码的蛋白分子量为98.11 kDa,等电点为9.50,为碱性亲水性蛋白,无信号肽和跨膜结构;存在Piwi和PAZ结构域及ArgoL1结构域,二级结构以α-螺旋为主,三级结构与之对应;系统进化树显示A.franciscana与蚤状溞和大型溞的Piwi序列相似性最高。qPCR结果表明,Piwi基因在卵巢的卵黄发生晚期和晚期胚胎表达量最高,显著高于卵黄发生早期和早期胚胎（P<0.01）;Piwi基因在精巢的未成熟期表达量最高,显著高于成熟早期、成熟中期和成熟晚期（P<0.01）。RNAi结果显示,该方法能显著降低Piwi基因的表达水平（P<0.01）,并导致A.franciscana所产后代均为休眠卵,说明Piwi基因不但在A.franciscana生殖发育调控起重要作用,而且可能在其繁殖方式决定过程中起关键作用。研究结果为两性卤虫Piwi/piRNA功能和分子机制调控的研究提供了基础信息,将有助于揭示Piwi基因参与调控两性卤虫生殖发育机制。     

拟穴青蟹MnSOD基因的克隆及表达分析

超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)可清除生物体内超氧阴离子自由基,有效地预防氧自由基对有机体的伤害。本研究从拟穴青蟹（Scylla paramamosain）的性腺中克隆了两种SOD基因的全长cDNA, 分别为线粒体型锰型超氧化物歧化酶基因（SpmtMnSOD）和细胞质型锰型超氧化物歧化酶基因（SpcytMnSOD）。SpmtMnSOD基因cDNA全长1 154 bp,编码218个氨基酸,含有16个氨基酸的靶向线粒体的信号肽;SpcytMnSOD基因cDNA全长1 184 bp,编码286个氨基酸,未发现信号肽序列。两种MnSOD均含有锰型SOD的标签序列,以及4个保守的锰离子结合位点。荧光定量PCR分析显示SpmtMnSOD和SpcytMnSOD均主要在代谢活跃或参与免疫的心脏、鳃、卵巢和肝胰腺等器官中表达;均在卵巢O6期（完全成熟期）显著高于其他卵巢发育阶段,在精巢发育过程中表达量低,且没有显著性差异,推测其主要参与卵巢成熟过程自由基的清除。在副溶血弧菌（Vibrio parahemolyticus）感染后,SpmtMnSOD的表达量在鳃中（12 h）有所增加（P<0.05）,SpcytMnSOD的表达量在肝胰腺（12 h）和鳃（3、12 h）中显著升高（P<0.05）;在肽聚糖（peptidoglycan,PGN）刺激后,SpmtMnSOD的表达量在肝胰腺中（3、6、12 h）显著上升（P<0.05）,SpcytMnSOD的表达量在肝胰腺（3、6、12 h）、鳃（6、24 h）和血（6、12 h）中均显著上调（P<0.05）;在聚肌苷酸胞苷酸（polyinosinic:polycytidylic acid, Poly I:C）刺激后,SpmtMnSOD的表达量在肝胰腺（6、12 h）、鳃和血（3、6 h）中均显著增加（P<0.05）,SpcytMnSOD的表达量在肝胰腺（12 h）、鳃（6、12 h）和血（3、6 h）中均显著增加（P<0.05）。推测这两种SOD参与了青蟹对外界环境的应激反应,对青蟹清除免疫应激产生的自由基起重要作用。     

大黄鱼(Larimichthys crocea)ISG15基因单核苷酸多态性及与抗病性状的相关性研究

由哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)等细菌感染引起的弧菌病对我国大黄鱼(Larimichthys crocea)的养殖造成了严重危害。通过哈维氏弧菌人工感染大黄鱼建立易感组和抗病组,采用PCR扩增和直接测序法对大黄鱼干扰素刺激基因ISG15双拷贝(ISG15-1和ISG15-2)进行单核苷酸多态性(SNPs)检测和分型,并与其哈维氏弧菌抗性进行关联分析。结果表明,从大黄鱼ISG15-1和ISG15-2基因中分别筛选到10个和4个SNP位点并进行了成功分型。经统计分析,ISG15-1基因的186G/C和318C/T位点以及ISG15-2基因的297G/T位点的基因型频率和等位基因频率在易感群体和抗病群体中均存在极显著差异,表明这3个SNP位点与大黄鱼哈维氏弧菌抗性显著相关。连锁不平衡分析结果显示,ISG15-1的SNPs可形成1个单倍块和11种单倍型,而ISG15-2的SNPs可形成1个单倍块和5种单倍型。其中,ISG15-1基因的单倍型H2(CCCCGGTACC)、H6(TCCCACTGTC)和H9(TCCCAGTGCC)与大黄鱼哈维氏弧菌抗性显著相关;ISG15-2基因的单倍型H1(CCCG)和H4(TCCG)与大黄鱼哈维氏弧菌抗性极显著相关。这些ISG15-1和ISG15-2基因的SNP位点以及单倍型可以作为抗哈维氏弧菌病大黄鱼选育的候选分子标记。     

溶藻弧菌体外刺激泥蚶(Tegillarca granosa)血细胞后早期转录组研究

泥蚶(Tegillarca granosa)是我国传统养殖贝类,细菌性疾病导致的死亡已成为制约泥蚶养殖业发展的重要因素,血细胞是泥蚶免疫防御的执行者,血细胞能直接吞噬异物,能通过包囊作用将异物包裹,血细胞还在炎症反应和伤口修复中发挥作用。采用RNA-seq测序技术研究了溶藻弧菌体外刺激后泥蚶血细胞3h和6h时转录组动态变化,与未受刺激血细胞相比,3h时1790个基因表达发生显著改变,包括1319个上调基因和471个下调基因;6h时3183个基因表达发生显著改变,包括2629个上调基因和554个下调基因。KEGG通路富集分析发现溶藻弧菌刺激后免疫相关多个信号通路或生物学过程发生显著改变,如吞噬体、细胞凋亡、蛋白酶体、内质网加工、局部黏附等。部分免疫相关基因表达丰度3h时变化不显著而6h时发生显著改变,部分免疫相关基因3h和6h时表达丰度均显著改变。研究结果为泥蚶血细胞早期免疫反应提供了新的见解,为泥蚶抗病机理研究提供了理论基础。     

大黄鱼Lcnkl3基因的分子结构、表达特征及多肽片段抗菌活性

作为重要的免疫基因, NK-lysin参与了鱼类非特异性免疫系统对抗病原感染的免疫应答过程。在之前的研究中, 我们已经发现重要经济鱼类大黄鱼(Larimichthys crocea)体内存在2种类型的NK-lysin基因。在本文中我们报道了1种新型大黄鱼NK-lysin基因Lcnkl3, 并对基因序列、表达特征及其多肽片段的抗菌活性进行了分析。Lcnkl3基因的开放阅读框长度为435 bp, 编码144个氨基酸残基, 其多肽序列Lcnkl3中包含Saposin B结构域及6个高度保守的半胱氨酸残基。系统进化分析表明Lcnkl3与大黄鱼Lcnkl2最为相似, 与其他鱼类NK-lysin多肽则差异较大。Lcnkl3基因在未受感染的大黄鱼各组织中具有不同的基础表达量, 表达水平最高的组织为心脏。在病原诱导的免疫应答过程中, Lcnkl3基因在各组织不同感染阶段的表达模式存在差异。源于Lcnkl3成熟肽序列的多肽片段对不同细菌的抑制和杀灭效果差异显著。以上结果表明Lcnkl3属于大黄鱼NK-lysin基因家族, 并参与了大黄鱼对抗病原感染的免疫过程。     

大黄鱼(Larimichthys crocea)补体调节因子CFH 和 CFHR2 基因的分子特征及表达分析

补体是鱼类免疫系统重要的组分, 具有识别和消除外来病原体, 激活免疫细胞, 调控获得 性免疫等功能。在免疫组织中, 补体调节因子大约占据了补体成分的二分之一, 当受到外界病原刺激 时会迅速活化补体成分, 并且进一步聚合形成酶复合物发挥一系列免疫效应。CFH 和CFHR2 是补体 替代途径重要的调节因子, 对于补体系统正常运转必不可少。为此, 本文测定了大黄鱼补体调节因子 CFH 和CFHR2 基因的cDNA 全序列, 并对基因组织特异性表达和溶藻弧菌刺激后基因mRNA 表达 量的变化等方面进行了研究。CFH 和CFHR2 序列全长分别为1332 bp 和1170 bp, 分别编码443 和 389 个氨基酸, N 端信号肽序列分别为24 和32 个氨基酸。推导的氨基酸序列结构分析表明大黄鱼 CFH 和CFHR2 基因具有RCA 蛋白家族的典型特征, 即含有多个保守的CCP 结构(补体控制蛋白). 实时荧光定量PCR 结果显示, CFH 和CFHR2 在健康大黄鱼的肝、脾、肾、肠、脑、胃、心和肌肉 这8 种组织中都有表达, 其中肝脏的表达量显著高于其它几种组织。溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus) 侵染了健康的大黄鱼之后, CFH 和CFHR2 的mRNA 表达量均明显上调, 并且随着感染时间的变化呈 现不同的上升趋势。结果表明补体调节因子mRNA 表达量的变化与溶藻弧菌的侵染密切相关, 表明 了CFH 和CFHR2 可能在大黄鱼自身免疫机制中发挥重要的作用。     

马氏珠母贝(Pinctada fucata)血细胞RNA-Seq转录组数据中补体样组分分析

补体系统在体液免疫中发挥着重要作用,是连接先天免疫和适应性免疫的枢纽。本研究基于前期转录组RNA-Seq数据检索马氏珠母贝(Pinctada fucata)补体样组分,并对其结构域及溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)刺激后的基因表达水平进行了分析。结果表明,共获得68条补体样成分unigene,分别编码14个含C1q结构域蛋白、14个凝集素蛋白、4个纤维蛋白原相关蛋白、12个丝氨酸蛋白酶、10个含硫酯键蛋白、1个末端补体分子C6、5个补体受体、1个补体因子及7个纤胶凝蛋白;结构域分析表明,马氏珠母贝补体样组分均含有相应的保守结构域,与其他贝类补体组分的研究结果基本一致;表达量分析表明,经溶藻弧菌刺激后, 68条补体样组分unigene中共有21条unigene表达上调,其中12条为模式识别受体unigene。结合牡蛎等贝类补体组分的研究结果,推测贝类已形成一个含有多种补体组分的原始补体系统,且可能以凝集素途径或替代途径行使补体的生物学功能。以上研究结果为深入了解马氏珠母贝及其他海洋无脊椎动物免疫防御机制、探讨补体系统的进化起源提供了新的依据。     

副溶血弧菌（Vibrioparahaemolyticus）tdh2基因和鳗弧菌（Kanguillarum）ompU基因二联DNA疫苗制备及其对大菱鲆（Scophthalmusmaximus）免疫保护作用

采用基因工程的方法,将副溶血弧菌的热稳定直接溶血素基因tdh2和鳗弧菌外膜蛋白基因ompU进行融合,在大肠杆菌中得到表达,并利用该融合基因构建二联DNA疫苗pEGFP．N1／tdh2-ompU。用DNA疫苗按10和50μg／尾的剂量通过肌肉注射免疫大菱鲆,对大菱鲆抵抗致病性副溶血弧菌和鳗弧菌的免疫效果进行研究。结果表明...     

泥蚶(Tegillarca granosa)血红蛋白基因(Tg-HbIIA)克隆、分析及免疫表达研究

通过已构建的泥蚶血液cDNA文库,克隆得到泥蚶Tg-HbIIA基因全长cDNA序列,对其进行生物信息学、组织表达及免疫相关分析。结果表明,泥蚶Tg-HbIIA cDNA全长731bp,包含63bp5′非编码区(5′-UTR),246bp3′非编码区(3′-UTR),开放阅读框450bp,编码150个氨基酸;其氨基酸序列与毛蚶(Scapharca kagoshimensis)和不等壳毛蚶(Scapharca inaequivalvis)的序列有较高的同源性,分别达到89%和88%;对其结构预测显示该蛋白具有血红蛋白功能域,含有10个潜在血红素结合位点。qRT-PCR检测结果显示:泥蚶不同组织部位中,Tg-HbIIA mRNA在血液表达量最大,其次为外套膜和鳃,表达量最低的是肝胰脏;在副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticu)、脂多糖、肽聚糖刺激后,泥蚶血液Tg-HbIIA mRNA表达量显著上调,表明Tg-HbIIA在贝类抗菌免疫防御中可能起重要作用,而Tg-HbIIA对不同致病因子免疫反应的灵敏度和表达时序存在一定差异。     

基于线粒体COI 基因的毛蚶群体遗传多样性

采用PCR技术,扩增了大连、乳山、烟台、舟山4个毛蚶(Scapharca subcrenata)地理群体共38个个体的线粒体COI基因部分序列,并分析了4个毛蚶群体的遗传多样性和系统发育关系。研究结果显示:38个毛蚶COI部分序列经处理得到长度均为625bp的基因片段,共分为30种单倍型;基于COI部分序列的分析结果,毛蚶4个地理群体总的变异位点为301个,多样性指数Pi为0.15048,平均核苷酸差异数为92.242,单倍型多样性指数S为241。聚类分析显示毛蚶大连群体、乳山群体和烟台群体具有高度的遗传多样性,3个群体交叉聚在一起,没有明显的群体分化;舟山群体单独聚为一支,与其他3个群体分化明显。研究表明,线粒体COI基因不能单独做为毛蚶大连、乳山和烟台群体的遗传标记,但可以作为毛蚶舟山群体的有效群体遗传标记,为线粒体COI基因在群体遗传学的应用提供了基础资料。     

大黄鱼选育群体与普通养殖群体部分免疫指标的比较

以本课题组选育的“闽优1 号”及未经选育的普通大黄鱼(Larimichthys crocea)养殖群体为研究对象, 比较了两者的白细胞吞噬活性、血清溶菌酶活性、杀菌活力、白蛋白及免疫球蛋白含量、血清及血细胞超氧化物歧化酶(SOD)活性等免疫指标的差异。结果表明: 选育的“闽优1 号”大黄鱼血清溶菌酶和血细胞SOD 活力显著高于对照组(P<0.05), 而血清中的免疫球蛋白含量低于普通养殖群体。在病原菌攻毒后8 d 内, 选育群体累积死亡率显著低于非选育群体, 提示非特异性免疫在大黄鱼抗病免疫的早期阶段可能起着重要作用。     

三疣梭子蟹几丁质酶基因(PtCht6)的克隆及其在免疫中的功能分析

几丁质酶(chitinase)在甲壳动物的蜕皮、消化和免疫等很多生物学过程中发挥重要功能,为深入探讨几丁质酶的免疫防御机制,本实验利用RACE技术克隆了三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)PtCht6基因。该基因cDNA全长2736bp,开放阅读框(ORF)2103bp,编码700个氨基酸,具有几丁质酶GH18家族典型特征。利用实时荧光定量技术分析PtCht6在三疣梭子蟹不同组织、不同蜕皮阶段、不同病原感染以及低盐胁迫(11)下的表达特征,结果显示:PtCht6在各组织中均有表达且在肝胰腺中的表达量最高;在不同蜕皮时期的肝胰腺中,其表达量由蜕皮后期(A/B)、蜕皮间期(C)、蜕皮前期(D)依次递减(P0.05);人工感染WSSV和副溶血弧菌后.PtCht6的表达量在肝胰腺中分别于12h、72h达到最大值,在血细胞中均于12h达到最大值,且相较于对照组,整体显著上调表达(P0.05);低盐胁迫能够显著抑制该基因的表达,最高抑制73倍(P0.05)。同时发现,低盐环境下感染WSSV后,该基因达到峰值的时间明显延迟(至少延迟12h.P0.05)。该研究结果预示PtCht6作为免疫因子参与三疣梭子蟹的病原防御,且低盐胁迫在一定程度上抑制了该基因的免疫功能。     

石斑鱼及暂养环境中副溶血弧菌分离鉴定与毒力评价

副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus,VP)存在于海洋环境和海产品中,可引起人的食物中毒。本研究的目的是对某地石斑鱼暂养环境的副溶血弧菌的致病风险进行评价。结合弧菌选择性培养基TCBS、gyr B基因和16Sr RNA特定片段的序列分析方法对分离菌株进行鉴定;通过PCR检测毒力基因,血琼脂平板溶血实验、细胞感染实验、KM鼠灌胃实验分别检测各菌株的致病性、溶血性、细胞毒性与肠毒性。共鉴定出4株具有毒力的副溶血弧菌,分别为HS51-5、HS54-4、MJ01-1和MJ03-1。所有菌株都检测到溶血素基因(tdh和tlh)、三型分泌系统(T3SS)基因簇1(T3SS-1)的4个效应蛋白基因(vop Q、vop R、vop S和vpa0450)、和基因簇2(T3SS-2)的1个效应蛋白基因(Vop A)的分布,同时在HS51-5和HS54-4还检测到T3SS-2中的其他3个效应蛋白基因(vop C、vop T和vop L)。所有菌株都具有溶血现象、细胞毒性以及对小鼠的致死能力,而HS54-4、MJ01-1、MJ03-1对小鼠的毒力明显强于HS51-5。因此,从毒力基因检测、神奈川溶血、细胞毒性和对小鼠的毒力等4个方面的结果都表明副溶血弧菌具有致病性,说明石斑鱼暂养环境的副溶血弧菌具有致病风险,应加强对这些环境的监测。     

三疣梭子蟹PtToll6基因克隆及其在免疫中的功能研究

克隆了三疣梭子蟹TLR家族的一个新基因,将其命名为PtToll6。该基因全长为4 034 bp,预测分子量为109.078 kDa,理论等电点为6.06,共编码977个氨基酸。SMART预测显示, PtToll6具有Toll样受体典型的结构域,包括前端的序列区(LRR)、跨膜区(TM)和胞内(TIR)区,进化树分析表明其与同属节肢动物门的果蝇Dmtoll9聚为一支。组织表达分布结果显示,PtToll6在肝胰腺中特异性地高表达,其次表达于肠道,在鳃中的表达量最低。采用3种PAMPs进行注射刺激,发现PtToll6对脂多糖的响应最为强烈,在感染48 h后的表达量为对照组的上千倍,推测其可能为PtToll6基因主要识别的病原相关分子模式。PtToll6在人工感染副溶血弧菌后的12 h开始上调表达,至24 h达到峰值(上调9.02倍)。采用RNAi敲降PtToll6后, MyD88的表达量相应下调,同时发现感染副溶血弧菌后的死亡率显著提高,为阴性对照组的1.8倍。实验结果表明:PtToll6基因在抗副溶血弧菌中发挥重要功能。本实验对解析三疣梭子蟹抵御病原入侵的分子机制具有重要指导作用。