微胶囊饲料对马氏珠母贝育珠性能、生长基因和矿化基因表达的影响

本研究分析了自主研发的微胶囊饲料替代微藻对马氏珠母贝(Pinctada fucata martensii)育珠性能、生长相关基因和矿化相关基因表达的影响。共设置了3个实验组,其中,EG1组投喂亚心形扁藻(Platymonas subcordiformis),EG2组投喂微胶囊饲料+亚心形扁藻,EG3组投喂微胶囊饲料。养殖170 d后,比较马氏珠母贝的育珠性能、闭壳肌生长相关基因EGFR、FGF18、GHITM和TβRI以及外套膜的中央膜和边缘膜矿化相关基因pearlin、DPT、pif177和N19的表达。结果表明:(1)各组间马氏珠母贝育珠贝的存活率、留核率不存在显著性差异(P0.05),所采收珍珠的珍珠层厚度及平均质量也不存在显著性差异(P0.05);(2)各实验组间马氏珠母贝闭壳肌中EGFR、FGF18、GHITM和TβR I的相对表达量不存在显著性差异(P0.05);(3)各实验组间马氏珠母贝中央膜中DPT和N19的相对表达量差异不显著(P0.05),EG2和EG3组pearlin的表达量显著性高于EG1组(P0.05),pif177在EG3组中的表达量显著性高于EG1和EG2组(P0.05);(4)各实验组间马氏珠母贝边缘膜中pearlin、DPT和N19的相对表达量差异不显著(P0.05),EG2和EG3组pif177的表达量显著高于EG1组(P0.05)。研究结果说明,该微胶囊饲料可以替代部分微藻进行育珠生产,为进一步研发马氏珠母贝的人工配合饲料及开展工厂化育珠积累了参考资料。     

马氏珠母贝C1qDC基因家族成员的鉴定及表达分析

含 C1q 结构域蛋白(C1q domain containing, C1qDC)是经典补体途径的起始分子, 能够识别免疫复合物, 启动补体系统经典途径。本研究基于马氏珠母贝(Pinctada fucata)全基因组测序数据, 结合生物信息学方法对 C1qDC 基因进行了鉴定, 同时对其系统进化关系、序列结构、基序组成、染色体定位和基因家族成员的表达水平进行了分析。结果显示, 从马氏珠母贝全基因组数据中共鉴定出 285 个 C1qDC 基因; 根据系统进化关系聚集为 5 个亚类, 不均匀分布在 14 条染色体上; 所有 C1qDC 序列均含有保守基序 1。比较转录组数据分析显示, 在溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)攻毒 4 h 后, 马氏珠母贝 C1qDC 基因家族中有 56 个基因在血细胞中的表达水平发生了显著变化。其中, 上调表达基因 32 个, 下调表达基因 24 个。实时荧光定量 PCR 检测结果表明, 随机挑选的 8 个 C1qDC 基因的表达模式与转录组数据一致。本研究结果为进一步解析马氏珠母贝 C1qDC 基因的进化模式及其在贝类免疫应答中的调控作用提供了理论基础。     

马氏珠母贝TLR6基因的克隆、序列分析与表达

为了探究TLR6(Toll like receptor 6)在马氏珠母贝免疫反应中的作用,实验采用c DNA末端快速扩增(RACE)技术获得了马氏珠母贝TLR6基因(Pm-TLR6)c DNA全长序列,并且运用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)技术检测了Pm-TLR6在马氏珠母贝各组织中的表达情况、哈维氏弧菌刺激后和植核移植后血淋巴中的表达模式。结果显示:Pm-TLR6c DNA全长2295 bp,其中5′非编码区(UTR)长94 bp,3′UTR长89 bp,开放阅读框(ORF)长2112 bp,编码703个氨基酸;多序列比对结果表明物种间TLR6具有较高的保守性;PmTLR6具有跨膜域、富含亮氨酸的重复序列(LRRs)和TIR域,符合TLRs家族特征。q RTPCR数据分析表明,Pm-TLR6在马氏珠母贝肝胰脏、血细胞、鳃、性腺、闭壳肌、外套膜中均有表达,其中肝胰脏中表达量最高;哈维氏弧菌刺激后,Pm-TLR6在2 h表达上调,约为对照组(0 h)的9倍,随后的6 h恢复至正常水平,直至16 h表达水平开始回升并于24 h达到最大表达量,是对照组的29.4倍,具有显著性差异;植核移植实验结果显示PmTLR6在植核后5和10 d表达水平没有显著性变化,15和20 d表达量出现上升趋势,但差异不显著,最后于30 d达到最大值,约为空白对照组(0 d)的5倍,具有显著性差异。研究表明,Pm-TLR6可能在马氏珠母贝免疫防御反应中担任着重要的角色。     

马氏珠母贝Bcl-2-like基因克隆及其功能初探

B淋巴细胞瘤-2(B-cell lymphoma, Bcl-2)基因作为一种重要的细胞凋亡调控基因,在内源性细胞凋亡通路中发挥着重要的调控作用。实验利用c DNA末端快速扩增(RACE)技术克隆获得PmBcl-2-like基因cDNA全长序列,并对其序列进行生物信息学分析;利用实时定量PCR(qPCR)技术分析了PmBcl-2-like在马氏珠母贝不同组织、不同发育时期以及不同免疫刺激后的表达水平。结果显示,PmBcl-2-like cDNA全长为2 180 bp,开放阅读框长度为1 650 bp,共编码549个氨基酸,分子量为21.62 ku;结构域预测分析表明PmBcl-2-like含有Bcl-2家族典型的BH1-4结构域;多序列比对以及进化树构建结果表明,PmBcl-2-like与其他物种的相似度较高,保守性较强;荧光定量结果表明PmBcl-2-like在马氏珠母贝8个组织中均有表达,在鳃中表达量最高,其次为性腺,表达量最低为中央膜区;在胚胎期表达量较高,受精卵时期表达量最高。机体受到脂多糖(LPS)刺激后,相对表达量在24 h达到最高,72 h降到最低,最高约为最低的2.5倍;肽聚糖(PGN)刺激后,相对表达量在6 h达到最高,48 h降到最低,最高约为最低的7.28倍;聚肌胞苷酸(Poly:IC)刺激后,相对表达量在3 h达到最高,12 h降到最低,最高约为最低的6.49倍。研究表明,PmBcl-2-like可能在马氏珠母贝发育和免疫防御反应中担任着重要的角色。     

马氏珠母贝Rab7基因的克隆及其表达特征分析

Rab家族基因在囊泡的形成、转运、黏附、锚定和融合等各个阶段发挥重要作用。在已有的马氏珠母贝RabcDNA片段的基础上,采用RACE方法克隆了该基因的全长。cDNA长度2519bp,编码区长618bp,编码206个氨基酸。编码的蛋白质序列分析表明,该基因具有Rab家族的全部保守结构,与人类等其他生物的Rab7亚家族的同源性最高。RT-PCR结果显示,该基因在马氏珠母贝的鳃、足和胃组织中没有扩增产物,在卵、感染和未感染凿贝才女虫Polydora ciliata的马氏珠母贝的肝脏和血液中均检测到了与预期大小相符的扩增产物,存在组织差异性表达。     

马氏珠母贝磺基转移酶基因的克隆及功能

硫酸角质素具有丰富的携带大量负电荷的磺酸基团,参与生物矿化的成核过程。磺基转移酶催化磺酸基团的转移,对硫酸角质素的生物合成起决定性作用。本研究利用RACE技术克隆马氏珠母贝磺基转移酶PmCHST1a全长,并通过RNA干扰技术检测PmCHST1a对硫酸角质素合成及贝壳珍珠层形成的影响。结果显示,PmCHST1a基因全长1385 bp,编码366个氨基酸;含有磺基转移酶结构域,具有跨膜结构和信号肽,定位于高尔基体上。组织差异表达分析发现,PmCHST1a在中央膜显著高表达。注射PmCHST1a的RNAi探针后,PmCHST1a在中央膜的表达量显著下调,并且外套膜外液中硫酸角质素的浓度显著降低;SEM检测发现珍珠层结构紊乱。综上所述,PmCHST1a可能通过影响外套膜外液中硫酸角质素的合成,参与珍珠层的形成。本研究为进一步探讨磺基转移酶及其参与合成的糖胺聚糖硫酸角质素在马氏珠母贝生物矿化中的作用提供依据。     

马氏珠母贝基质金属蛋白酶基因MMP-17的克隆及表达分析

基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMP)是一种能够降解细胞外基质的蛋白水解酶。MMP-17是一种膜型基质金属蛋白酶,通过糖基磷脂酰肌醇连接于细胞表面,参与调控有机体的内环境稳定、宿主防御等多种生理过程。为研究MMP-17在马氏珠母贝免疫反应中的作用,实验运用RACE技术,克隆得到马氏珠母贝MMP-17(Pinctada martensii MMP,Pm-MMP-17)基因cDNA 全长序列,并对其序列特征及功能进行初步分析。结果显示,Pm-MMP-17基因cDNA全长2 794 bp,开放阅读框(ORF)为1 923 bp,编码640个氨基酸,5'UTR长156 bp,3'UTR长715 bp,分子量约为73.11 ku,等电点为8.98;多序列比对和系统进化树分析表明,Pm-MMP-17与其他物种的MMP具有较高的保守性,与长牡蛎的MMP-17相似性高达82%;功能结构域分析表明,Pm-MMP-17有5个高度保守的结构区域:N-末端的信号肽、前导区、催化区、铰链区和C-末端的类血红素结合蛋白区;荧光定量数据分析表明,Pm-MMP-17基因在马氏珠母贝的闭壳肌、珍珠囊、足、外套膜、血淋巴、肝胰腺、性腺、鳃等8个组织中均有表达,在血液中的表达量最高,闭壳肌和鳃次之;脂多糖(LPS)刺激后,Pm-MMP-17基因表达水平上调,12 h后达到最大值,之后又逐渐下调并恢复到正常水平。研究表明,Pm-MMP-17基因可能在马氏珠母贝的免疫反应中起着重要作用。     

生长适温下马氏珠母贝黄壳色选系 F1与养殖群体消化酶活力的比较

2006年4月,从流沙港马氏珠母贝养殖群体中挑选11个纯黄壳色个体为繁殖群体建立了马氏珠母贝(Pinctada martensii)黄壳色选系F1(SG1)。同时,随机选取养殖群体中50个个体作为繁殖群体建立了对照组(CG)。2007年10月,从2个组分别选取相同规格的个体,比较了生长适温(15～30℃)下2个组的消化酶活力。结果表明:(1)马氏珠母贝肝胰脏中具有淀粉酶、纤维素酶和蛋白酶活力,在15～30℃条件下,三者活力由高到低依次为淀粉酶、纤维素酶、蛋白酶。(2)在15～30℃范围内,马氏珠母贝淀粉酶活力随温度升高先上升再下降,在温度25℃时达到最大值;SG1组和CG组淀粉酶活力变化范围分别为3.51～5.09μg·min-1·mg-1和2.53～4.04μg·min-1·mg-1;各反应温度下,SG1组淀粉酶活力均高于CG组,在15℃和20℃时,二者差异显著(P0.05)。(3)在15～30℃范围内,马氏珠母贝纤维素酶活力随温度上升而上升,在温度30℃时达到最大值;SG1组和CG组纤维素酶活力变化范围为(2.44～3.22)μg·min-1·mg-1和(2.07～3.12)μg·min-1·mg-1;各实验温度下,SG1组纤维素酶活力均高于CG组,但差异均不显著(P0.05)。(4)在15～30℃范围内,马氏珠母贝蛋白酶活力随温度上升而升高,在温度30℃时达到最大值;SG1组和CG组蛋白酶活力变化范围为(0.075～0.296)μg·min-1·mg-1和(0.067～0.455)μg·min-1·mg-1。在15℃时,SG1组蛋白酶活力大于对照组,差异不显著(P0.05);在20℃、25℃、30℃时,CG组蛋白酶活力显著大于SG1组(P0.05)。本研究结果表明,经过一代壳色选育后黄壳色选系与对照组的消化生理指标存在明显差异,为马氏珠母贝的黄壳色系进一步选育提供依据。     

马氏珠母贝(Pinctada fucata martensii) FBP基因的克隆及其对温度胁迫的响应

果糖-1,6-二磷酸酶(FBP)是催化糖异生过程中的限速酶,当动植物处于温度胁迫等不良环境条件时,FBP通过参与糖异生途径以维持机体的糖平衡,在动植物抗逆过程中起着重要作用。本研究通过RACE技术获得了马氏珠母贝(Pinctada fucata martensii) FBP(Pm-FBP)基因cDNA全长,并使用实时荧光定量PCR技术检测了该基因在马氏珠母贝不同组织中的表达量,以及在17℃(低温组)、22℃(对照组)、32℃(高温组)条件下鳃中的时序表达模式。序列分析显示,Pm-FBP全长为1381 bp,具有54 bp的5¢ UTR和62 bp的3¢ UTR,开放阅读框(ORF)为1020 bp,编码339个氨基酸,预测分子量为37.13 kDa,等电点为6.02。Pm-FBP具有一个Pfam FBPase保守结构域,6个潜在的O-连接糖基化位点(Ser36、Ser56、Ser57、Ser76、Ser80和Thr115),1个潜在的N-糖基化位点,1个金属结合位点(Asp-Pro-Ile/Leu-Asp-Gly/Ser-Thr/Ser)和46个磷酸化位点。多序列比对结果显示,Pm-FBP与长牡蛎(Crassostrea gigas)FBP的相似性最高,为83%;系统进化树显示,Pm-FBP与长牡蛎等贝类聚为一支,然后再与其他软体动物聚为一大支,节肢动物和脊椎动物分别聚类,进化树总体聚为三大支。实时荧光定量结果显示,Pm-FBP在所检测的闭壳肌、鳃、性腺、肝胰腺、足和外套膜等组织中均有表达,在性腺表达量最高,肝胰腺和鳃中有较高表达;对Pm-FBP时序表达的分析发现,Pm-FBP在低温组和高温组实验时间范围内均出现先上升后下降的趋势,且在72 h时达到最大值,表明Pm-FBP参与了马氏珠母贝对温度胁迫的响应;在120 h时,高温组和低温组的Pm-FBP表达量均显著下降,表明Pm-FBP可能主要在短期的温度胁迫中发挥作用。本研究结果为进一步探索马氏珠母贝对温度胁迫的适应性提供了参考资料。     

合浦珠母贝matrilin-1基因的克隆和表达分析

以合浦珠母贝(Pinctada fucata)转录组中的matrilin-1基因片段为基础,开展了matrilin-1的c DNA全长(Pfmatrilin-1)克隆和定量表达分析。Pfmatrilin-1基因c DNA全长2 036 bp,开放阅读框(open reading frame,ORF)1 194 bp,编码397个氨基酸,包括1个信号肽序列和2个血管性血友病因子A(von Willebrand factor A,VWA)样结构域。系统进化分析显示无脊椎动物的matrilins与脊椎动物的matrilins进化关系较远。荧光定量PCR表达分析结果显示,Pfmatrilin-1 mRNA在合浦珠母贝各个组织中均有表达,其中在血液中表达量最高(P0.05);Pfmatrilin-1从担轮幼虫期至变态期均有表达,眼点期表达量最高(P0.05),而贝类幼虫发育到眼点期就会开始附着,眼点期幼虫原壳生长停滞,次生壳形成,因此推测其可能与次生壳的形成有关。这些结果表明Pfmatrilin-1在合浦珠母贝生物矿化中发挥重要作用。     

Gametogenic cycle of the transplanted-cultured pearl oyster, Pinctada fucata martensii (Bivalvia: Pteriidae) in Korea

The gonadal development and gametogenic cycle of transplanted-cultured pearl oyster, Pinctada fucata martensii, were investigated using individuals collected monthly from Tong-Young along the south coast of Korea from October 2000 to September 2001. The result of monthly change of condition index was similar to tissue weight rate. The highest value was observed in June and the lowest value was observed in November. The gonad of the pearl oyster was located around the digestive diverticula. The ripe testis was milky white while the ovary was light brown. The spawning period of the pearl oyster extended from April to August, with a peak between June and July. The gametogenic cycle could be classified into five successive stages: multiplicative stage (November to February), growing stage (January to March), mature stage (March and April), spawning stage (April to August) and resting stage (September to November).     

马氏珠母贝丝裂原活化蛋白激酶p38的克隆与表达

丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路在细胞对细胞外刺激的反应中起着重要作用。它是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,通过磷酸化级联将细胞外信号传递给细胞。本研究利用cDNA 末端快速扩增(RACE)技术克隆获得PmMAKP p38基因cDNA 全长序列并对其序列进行生物信息学分析;利用实时荧光定量 PCR（qPCR）技术分析了PmMAKP p38在马氏珠母贝不同组织以及不同免疫刺激后的表达水平。结果显示PmMAKP p38 cDNA全长为1516 bp,开放阅读框长度为1071 bp,共编码356个氨基酸,分子量为 40.88 kDa;结构域预测分析表明PmMAPK p38含有MAPK家族典型的S_TKc结构域;多序列比对、进化树构建以及MatGAT计算结果显示PmMAPK p38与其他物种的相似度、保守程度较高;荧光定量分析结果表明该基因在马氏珠母贝中存在广泛表达,在肝胰腺中表达量最高,其次为外套膜,最低是闭壳肌。机体在受到LPS刺激后,相对表达量在2 h达到最高,12 h降到最低,最高约为最低的5倍;哈维氏弧菌刺激后,相对表达量在2 h达到最高,8 h降到最低,最高约为最低的4倍。研究表明,PmMAPK p38可能在马氏珠母贝的免疫反应中起着重要的作用。     

我国热带海水大型珍珠贝类的珍珠养殖技术现状及对策建议

为改善马氏珠母贝 (Pinctada martensii) 外套膜组织和细胞体外培养的效果,探究了添加不同浓度的天然提取物茶多酚对外套膜组织和细胞培养液的优化效果。结果显示,当茶多酚的添加量为0.5%~2.0% (体积分数) 时,马氏珠母贝外套膜细胞的生物活性显著高于对照组 (P<0.05);当添加量为1.0%时,相对细胞生物活性最高。5组完全培养液 (0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%组) 均能较好地促进细胞的生长增殖,且细胞的生长曲线均呈“S”型;当培养液中茶多酚的添加量为1.0%时,外套膜细胞增殖效果最优。研究表明,马氏珠母贝外套膜组织和细胞在最适培养液中均能大量增殖游离细胞,且正常分泌珍珠质,其中培养液中的钙离子 (Ca²⁺) 浓度随着组织和细胞增殖过程呈先减后增的趋势,但始终低于初始浓度。研究结果进一步优化了马氏珠母贝外套膜组织和细胞培养液,为推动马氏珠母贝无核珍珠的培育提供了理论基础。

     

Studies on aneuploid pearl oyster (Pinctada martensii Dunker) produced by crossing triploid females and a diploid male following the inhibition of PB1

Viable aneuploid embryos of pearl oyster, Pinctada martensii Dunker, were produced by inhibiting the first polar body (PB1) with cytochalasin B treatment in eggs from triploids fertilized with haploid sperm. During the period of growth measurement, aneuploid showed the slowest growth compared with diploid and triploid groups. The body size and weight measurement data showed that there were no differences between aneuploids (as a group) and diploids in body size and weight (P>0.10), but that they were significantly different from triploids (P<0.01). There were no differences between aneuploids within diploid condition (2n±n) and diploids in SL (P>0.1), but significant differences in BW were found (P<0.05). Aneuploids within triploid condition (3n±n) were significantly smaller than triploids in BW (P<0.05), but not different from triploids in SL (P>0.05), and almost identical to diploids in both (P>0.1). These dada indicated that some aneuploids might be associated with growth retardation. Karyotype analysis revealed that there were metacentric, submetacentric or subtelocentric chromosomes losses or gains; aneuploid pearl oysters with the same chromosome numbers had different chromosome composition. Aneuploids are valuable research materials for genetic analysis.     

马氏珠母贝TNFR27基因克隆与功能初探

肿瘤坏死因子受体(tumor necrosis factor receptor,TNFR)是一类重要的细胞因子受体,主要参与细胞凋亡、宿主免疫防御、炎症等生物过程。本研究采用cDNA末端快速扩增(RACE)技术克隆了马氏珠母贝TNFR27(PmTNFR27)的cDNA全长并进行生物信息学分析,运用实时荧光定量PCR(qPCR)技术检测了PmTNFR27 mRNA在马氏珠母贝不同组织、脂多糖(LPS)、聚肌胞苷酸(Poly(I:C))及镉胁迫后的表达模式。结果显示：PmTNFR27 cDNA全长为1 524 bp,5′UTR长为186 bp,3′UTR长为248 bp,包含28 bp的poly(A)尾巴,开放阅读框(ORF)为1 062 bp,编码353个氨基酸;结构域预测表明PmTNFR27具有一个典型的CRD结构域和一个跨膜蛋白结构域,符合肿瘤坏死因子受体超家族特征;多序列比对结果表明贝类种间的相似性不高,但功能结构域位置较保守。系统进化树结果显示马氏珠母贝与其他贝类聚为一簇。qPCR结果显示,PmTNFR27 mRNA在马氏珠母贝各组织中均有表达,在鳃中表达量最高。LPS刺激后,PmTNFR27基因在鰓中的表达量于3 h达到最高,于72 h降到最低;Poly(I:C)刺激后,PmTNFR27基因在鰓中的表达量在6 h、12 h显著上升并达到最高至96 h时降到最低。镉胁迫后,3 h表达量达到最高,24 h、48 h表达量显著下降。研究结果显示PmTNFR27可能参与了马氏珠母贝的免疫应答反应。     

合浦珠母贝热休克蛋白hsp70基因的克隆与表达分析

采用同源克隆和RT-PCR技术对合浦珠母贝(Pinctada fucata)热休克蛋白hsp70基因进行了克隆和表达分析。获得cDNA全长序列2 365 bp,其中3’非编码区域(UTR)为318 bp,5’UTR为88 bp,开放阅读框(ORF)为1 959 bp,编码652个氨基酸,分子量约为71.39 kD,理论等电点为5.22,并含有3个HSP70家族的签名序列IDLGTTYS、DLGGGTFD和EEVD。同源性分析表明,合浦珠母贝HSP70的氨基酸序列与太平洋牡蛎(Crassostrea gigas)等双壳贝类的相似性高达86%以上,基于氨基酸序列的聚类分析表明,合浦珠母贝与牡蛎属种类亲缘关系最近。高温、高盐刺激后,半定量RT-PCR检测发现hsp70基因的表达明显增加,高温刺激的表达量高于高盐刺激,高温刺激组不同组织的表达量由大到小依次为鳃、消化腺、外套膜、肌肉、性腺,高盐刺激组不同组织的表达量由大到小依次为鳃、外套膜、肌肉、消化腺、性腺,表明HSP70参与了机体对刺激的应答过程。该基因的克隆为进一步深入研究合浦珠母贝的抗逆机理及其遗传改良奠定了重要基础。