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微生物学报 2023年第7期63卷 2763-2775页

作者：梁庆建吴旭建林星浩刘郑欣宇刘媛王维娜浙江海洋大学水产学院浙江舟山316022 华南师范大学生命科学学院广东广州510631

【目的】高亚硝酸盐环境中饲养的凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei),在养殖结束时其生长速率和体重往往差异较大。本研究旨在探讨在高亚硝酸盐环境下饲养的对虾生长速率与肠道菌群结构和功能的相关性。【方法】本研究通过收集高亚硝酸... 详细信息

【目的】高亚硝酸盐环境中饲养的凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei),在养殖结束时其生长速率和体重往往差异较大。本研究旨在探讨在高亚硝酸盐环境下饲养的对虾生长速率与肠道菌群结构和功能的相关性。【方法】本研究通过收集高亚硝酸盐条件下快速生长对虾(rapidly growing,RG)、正常生长对虾(normally growing,NG)和缓慢生长对虾(slowly growing,SG)的肠道和海水样品,通过16S rRNA基因测序、线性判别分析[line discriminant analysis(LDA)effect size,LEfSe]等进行分析。【结果】发现SG的细菌群落多样性与RG和NG不同。主坐标分析(principal coordinate analysis,PCoA)分析表明,NG的群落组成与RG比SG更相似。通过LEfSe差异分析发现,RG中火色杆菌科(Flammeovirgaceae)、黄杆菌科(Flavobacteraceae)和浮酶菌科(Planctomycetaceae)的丰度较高,而SG中脱硫弧菌科(Desulfovibrionaceae)、希瓦氏菌科(Shewanellaceae)和弧菌科(Vibrionaceae)的丰度显著增加。【结论】本研究发现,在高亚硝酸盐环境下,肠道微生物群落的氮代谢能力是造成对虾不同生长速度的原因。该研究将为虾的工业化养殖提供指导。

关键词：凡纳滨对虾高亚硝酸盐 16S rRNA 肠道微生物

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低盐、高亚硝酸盐胁迫日本囊对虾转录组分析及MjTPS基因克隆和功能研究

低盐、高亚硝酸盐胁迫日本囊对虾转录组分析及MjTPS基因克隆和功...

引用

作者：陈亭君广东海洋大学

学位级别：硕士

日本囊对虾(Marsupenaeus japonicus)是中国沿海地区最具有经济价值的虾类之一。低盐和高亚硝酸盐氮是环境胁迫的两个重要因子,与虾类的生长、存活和免疫调节密切相关。研究低盐和高亚硝酸盐氮胁迫日本囊对虾的分子机制,为日本囊对虾的... 详细信息

日本囊对虾(Marsupenaeus japonicus)是中国沿海地区最具有经济价值的虾类之一。低盐和高亚硝酸盐氮是环境胁迫的两个重要因子,与虾类的生长、存活和免疫调节密切相关。研究低盐和高亚硝酸盐氮胁迫日本囊对虾的分子机制,为日本囊对虾的健康养殖提供重要理论依据。本研究对低盐和高亚硝酸盐氮胁迫下的日本囊对虾进行转录组分析,并筛选出一个与抗逆性密切相关的海藻糖6-磷酸合成酶(TPS)基因进行克隆,用RNA干扰技术对其抗逆和免疫功能进行初步的研究。主要研究结果如下:(1)低盐胁迫日本囊对虾转录组分析:在盐度为8的低盐胁迫下,分别于6、12、24、48和96h取日本囊对虾的肝胰腺以及对照组的肝胰腺进行转录组测序。我们获得88890960–105130044个Clean Reads,数据量为6.68G-7.88G,G30为93.34-94.53%,利用Trinity组装后获得48807条unigenes,N50为1746bp。与对照组相比,分别得到811、589、1095、745和875个差异基因(DEGs)。我们对DEGs进行注释,得到与渗透调节、代谢和免疫相关的通路和基因。并通过q PCR对随机选择的9个基因(Tau D、Sar DH、CLEC、GNMT、BHMT、MAT2α、PPP2Cβ、TAUT和AGMAT)进行验证,其表达量与RNA-seq趋势一致。(2)高亚硝酸盐胁迫日本囊对虾转录组分析:在浓度为80mg/L的高亚硝酸盐胁迫下,分别于6、12、24、48和96h取日本囊对虾的肝胰腺以及对照组的肝胰腺进行转录组测序。10个文库共获得920785608个Clean Reads,数据量为6.48G-7.34G,Q30大于93.07%。利用Trinity软件组装后获得46308条unigenes,N50为1833bp。与对照组相比,分别得到593、606、1089、497和988个DEGs。我们对DEGs进行注释,得到与免疫和代谢相关通路和基因。并通过q PCR对随机选择的9个差异基因(DPD、ABCH、Pro POb、ACADL、CYP2J、PAT4、BHMT、CLEC和PEPCK)进行验证,其表达量与RNA-seq趋势一致。(3)日本囊对虾TPS基因的克隆和表达:Mj TPS基因c DNA全长3308bp,编码844个氨基酸,其分子质量为95.82ku,p I为6.45,具有Glyco＿transf＿20 domain和Trehalose＿PPase domain两个保守的功能结构域。系统进化树显示Mj TPS基因与甲壳类动物聚为一支。q PCR结果显示,Mj TPS在肝胰腺中表达水平最高,在低盐胁迫6-96h内Mj TPS基因的表达量显著上调再下调,而在高亚硝酸盐胁迫6-96h内Mj TPS基因表达水平呈现上调-下调-上调的趋势。(4)Mj TPS基因干扰后功能研究:Mj TPS基因干扰后的3-48h自身表达量显著下降,海藻糖的含量也显著下降。低盐和高亚硝酸盐氮胁迫Mj TPS基因沉默后的日本囊对虾,结果显示,与对照组相比,死亡率显著增加;Mj TPS基因自身的表达水平以及下游产物合成量都显著降低;免疫基因PMO25、ERP、CD、HSP90、HSP70、HSP60、HMC和CLEC2的表达量发生了显著的改变,通过促进或抑制来参与日本囊对虾的免疫应答。其中,CD和ERP属于溶酶体通路,推测当Mj TPS基因被沉默后,日本囊对虾通过抑制溶酶体通路来参与免疫应答。另外,我们发现Mj TPS基因沉默会影响CHI1、ERP和CHS这3个与蜕皮相关的基因的表达量,推测TPS基因可能与蜕皮相关。

关键词：低盐高亚硝酸盐转录组 MjTPS基因 RNA干扰

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