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Asb14a 基因在斑马鱼肌间骨发育中的作用

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大连海洋大学学报 2024年第2期39卷 259-265页

作者：牛明慧王化敏胡瑞芹胡鹏吴智超陈良标上海海洋大学水产与生命学院上海201306 水产种质资源发掘与利用教育部重点实验室上海201306

为进一步研究肌间骨(intermuscular bone)发育的分子机制,利用CRISPR/Cas9打靶技术、茜素红染色及实时荧光定量PCR方法,研究了斑马鱼(Danio rerio)Asb14a基因敲除后肌间骨的发育情况。结果表明:本研究中成功构建了插入2 bp和缺失50 bp的... 详细信息

为进一步研究肌间骨(intermuscular bone)发育的分子机制,利用CRISPR/Cas9打靶技术、茜素红染色及实时荧光定量PCR方法,研究了斑马鱼(Danio rerio)Asb14a基因敲除后肌间骨的发育情况。结果表明:本研究中成功构建了插入2 bp和缺失50 bp的Asb14a基因敲除纯合斑马鱼品系;茜素红染色显示,成年Asb14a^(-/-)突变体与野生斑马鱼相比,肌间骨数量显著减少了35%(P<0.0001),说明敲除Asb14a基因会减少斑马鱼肌间骨的数量;实时荧光定量PCR结果显示,骨骼发育相关基因(bmp6、sp7、sox6、alpl、collala、sox6和smad1)在Asb14a^(-/-)突变体中的表达水平发生了显著性变化,从分子角度验证了Asb14a基因与肌间骨发育间的关联性。研究表明,Asb14a基因参与了斑马鱼肌间骨发育,敲除该基因会影响斑马鱼肌间骨的生成,这一发现为进一步研究肌间骨发育的分子机制提供了重要线索。

关键词：斑马鱼肌间骨 CRISPR/Cas9 Asb14a基因纯合突变体

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敲除trpa1b基因对斑马鱼高温耐受能力的影响

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大连海洋大学学报 2024年

作者：宫晓婷颜倩倩陈良标上海海洋大学水产与生命学院水产种质资源发掘与利用教育部重点实验室

为了探究瞬时受体电位锚蛋白1b （transient receptor potential ankyrin 1b，Trpa1b）在高温条件下对斑马鱼的影响，利用CRISPR/Cas9基因敲除技术构建trpa1b基因缺失的斑马鱼模型，采用组织学和转录组等方法，研究了高温胁迫下trpa1b... 详细信息

为了探究瞬时受体电位锚蛋白1b （transient receptor potential ankyrin 1b，Trpa1b）在高温条件下对斑马鱼的影响，利用CRISPR/Cas9基因敲除技术构建trpa1b基因缺失的斑马鱼模型，采用组织学和转录组等方法，研究了高温胁迫下trpa1b基因敲除(trpa1b-/-)斑马鱼和野生型（WT）斑马鱼的存活情况、组织凋亡及其他相关基因表达的变化。结果表明：通过加热装置使水温1 ℃/h的速度加热，发现相比于野生型斑马鱼，trpa1b-/-纯合子高温下整体存活时间更短；通过对40 ℃下不同基因型斑马鱼组织进行取样，TUNEL染色对比其细胞凋亡程度，trpa1b-/-纯合子鳃和脑组织的凋亡程度显著高于野生型斑马鱼（P<0.05）；对常温下（28 ℃）高温下（38 ℃和40 ℃）的不同基因型的鳃组织进行了转录组测序分析，高温下trpa1b-/-纯合子中hspa1b和hsp90aa1.1表达量显著性下调（P<0.001），同时细胞内钙离子、泛素-蛋白质转移酶、溶酶体及核糖体相关基因表达发生改变，使其在热刺激下生存能力受损。研究表明，trpa1b基因是维持斑马鱼高温耐受所需的重要基因，trpa1b缺失会导致斑马鱼高温不耐受更加明显，这为后续探究鱼类耐高温机制研究提供参考。

关键词： Trpa1b 基因敲除高温耐受斑马鱼

日本沼虾Bax基因克隆及其在低氧胁迫过程中的作用

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水产学报 2024年第08期 67-80页

作者：赵倩倩孙西超郑诚薛程孙盛明上海海洋大学农业农村部淡水水产种质资源重点实验室上海海洋大学水产种质资源发掘与利用教育部重点实验室

为探究细胞凋亡相关基因Bax (B-cell lymphoma-2 associated X protein)在日本沼虾低氧胁迫过程中所发挥的作用，实验采用c DNA末端快速扩增(RACE) PCR技术获得日本沼虾细胞凋亡相关基因Bax的c DNA全长序列，采用半定量RT-PCR与实时荧... 详细信息

为探究细胞凋亡相关基因Bax (B-cell lymphoma-2 associated X protein)在日本沼虾低氧胁迫过程中所发挥的作用，实验采用c DNA末端快速扩增(RACE) PCR技术获得日本沼虾细胞凋亡相关基因Bax的c DNA全长序列，采用半定量RT-PCR与实时荧光定量PCR(qPCR)分析其在日本沼虾不同组织、不同低氧阶段的表达情况，同时采用Western blot与免疫组化分析了低氧下日本沼虾Bax蛋白的表达与定位。日本沼虾Bax基因c DNA全长2 287 bp (NCBI登录号：MZ823353)，包括5′非编码区(UTR)为42 bp,3′UTR为814 bp，开放阅读框(ORF) 1 431 bp，编码476个氨基酸。通过软件和生物信息网站对其序列进行分析，氨基酸相似度比对显示，日本沼虾细胞凋亡基因Bax富含高度保守的BH1、BH2及BH3结构域。系统进化树分析显示，日本沼虾Bax基因与斑节对虾等甲壳动物Bax聚为一支，具有最近的亲缘关系。RT-PCR结果表明，日本沼虾Bax基因在肝胰腺中表达量最高，在脑中表达量最低。在低氧胁迫1～96 h时，日本沼虾鳃和肝胰腺组织Bax基因表达量均显著高于对照组，这与日本沼虾Bax蛋白表达丰度基本相似。通过构建原核表达载体获得体外重组蛋白Bax，并将纯化重组蛋白免疫兔子获得抗血清。免疫组化结果显示，鳃和肝胰腺Bax蛋白阳性信号主要定位在鳃上皮细胞和肝细胞中。最后，采用流式细胞仪分析表明，日本沼虾血细胞凋亡率在低氧胁迫96 h时显著高于对照组，这与日本沼虾Bax基因转录水平和蛋白表达丰度相吻合。研究表明，日本沼虾Bax基因在日本沼虾不同组织应答低氧胁迫分子过程中均具有促凋亡作用。本研究可为探明日本沼虾不耐低氧的分子机制提供理论参考。

关键词：日本沼虾 Bax 细胞凋亡低氧原核表达

坛紫菜叶状体颜色与长度、宽度和厚度的相关性分析

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上海海洋大学学报 2024年第2期33卷 371-379页

作者：裘叶帆丁洪昌唐隆晨严兴洪上海海洋大学水产种质资源发掘与利用教育部重点实验室上海201306 上海海洋大学上海水产养殖工程技术研究中心上海201306

实验以坛紫菜野生型品系(W,♀)和红色突变体(R,♂)杂交产生的杂合丝状体为材料,构建由240个株系组成的双单倍体(Doubled haploid,DH)群体,随后对DH群体的叶状体颜色与长度、宽度、叶片厚度、原生质体大小和细胞壁厚度5个数量性状的相关... 详细信息

实验以坛紫菜野生型品系(W,♀)和红色突变体(R,♂)杂交产生的杂合丝状体为材料,构建由240个株系组成的双单倍体(Doubled haploid,DH)群体,随后对DH群体的叶状体颜色与长度、宽度、叶片厚度、原生质体大小和细胞壁厚度5个数量性状的相关性进行分析。结果显示,在不同颜色组中(野生色组和红色组),5个性状的表型值均呈正态分布。各性状的变异系数为10.02%~43.73%,其中长度的变异系数最大。不同颜色组间,每个性状表型值呈极显著差异(P细胞壁厚度>原生质体大小>长度>宽度。另外,各性状的遗传力均表现为长度>原生质体大小>叶片厚度>细胞壁厚度>宽度,且野生色组高于红色组。不同颜色组控制同一经济性状的基因对数不同,且控制长度性状的基因对数差异最大。本研究为开展坛紫菜复合经济性状新品种培育提供参考。

关键词：坛紫菜 DH群体数量性状遗传分析

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丁酸梭菌对七彩神仙鱼生长、形体指标、营养利用和肠道结构功能的影响

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水产学报 2024年第6期48卷 184-193页

作者：朱建国温彬成果高建忠陈再忠上海海洋大学农业农村部淡水水产种质资源重点实验室上海海洋大学水产种质资源发掘与利用教育部重点实验室上海海洋大学上海水产养殖工程技术研究中心上海海洋大学水产科学国家级实验教学示范中心

为探讨丁酸梭菌对七彩神仙鱼生长、形体指标、营养利用和肠道结构功能的影响，在基础饵料中分别添加0 (对照)、1×10～4、1×10～5、1×10～6、1×10～7和1×10～8 cfu/g丁酸梭菌饲养幼鱼8周。结果显示，与对照组相比，丁酸梭菌对七彩... 详细信息

为探讨丁酸梭菌对七彩神仙鱼生长、形体指标、营养利用和肠道结构功能的影响，在基础饵料中分别添加0 (对照)、1×10～4、1×10～5、1×10～6、1×10～7和1×10～8 cfu/g丁酸梭菌饲养幼鱼8周。结果显示，与对照组相比，丁酸梭菌对七彩神仙鱼生长和形体指标无显著影响。1×10～5 cfu/g添加组鱼体粗蛋白含量增加，对蛋白质的消化率显著提高。丁酸梭菌显著提高了中肠肠道绒毛高度和宽度，且1×10～5 cfu/g添加组肠道酸性黏多糖分泌量显著增加。对于肠道消化酶和抗氧化能力，1×10～5 cfu/g添加组胰蛋白酶活性显著提高，1×10～6 cfu/g添加组丙二醛含量显著降低。肠道内容物短链脂肪酸分析显示，1×10～5 cfu/g添加组的乙酸和丙酸含量显著高于对照组，且总酸含量在该添加组达到最大，显著高于其他组。研究表明，在本试验条件下，七彩神仙鱼饵料中添加1×10～5 cfu/g丁酸梭菌可以改善肠道结构，提高肠道消化和抗氧化能力，增加肠道短链脂肪酸的分泌和营养利用率。本研究可为丁酸梭菌在七彩神仙鱼饵料中的科学利用提供参考。

关键词：七彩神仙鱼丁酸梭菌生长形体指标营养利用肠道结构功能

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aldh3a2a敲除对斑马鱼体色的影响

上海海洋大学学报 2024年第2期33卷 317-326页

作者：卢培钰冯毅栋鲍宝龙上海海洋大学水产种质资源发掘与利用教育部重点实验室上海201306 上海海洋大学水产科学国家级实验教学示范中心上海201306

本研究探究了aldh3a2a在斑马鱼色素细胞发育中的意义及其对醛代谢和肝脏健康的影响。利用CRISPR/Cas9技术,成功构建aldh3a2a敲除纯合突变家系,导致黑色素细胞、黄色素细胞和虹彩细胞数量减少,csf1ra、pnp4a、itk下调,黑色素合成通路关... 详细信息

本研究探究了aldh3a2a在斑马鱼色素细胞发育中的意义及其对醛代谢和肝脏健康的影响。利用CRISPR/Cas9技术,成功构建aldh3a2a敲除纯合突变家系,导致黑色素细胞、黄色素细胞和虹彩细胞数量减少,csf1ra、pnp4a、itk下调,黑色素合成通路关键基因mitfa、tyrp1b和kita下调。转录组分析揭示了基因表达谱系的变化,差异基因scd、lpla和aox5在类固醇生物合成途径中下调,指示aldh3a2a对类固醇生物合成的关键作用。对视黄醇代谢通路的转录组分析和qpcr联合研究结果表明,aldh3a2a可以调控raldh2、rxrab以及aox5,表明其对视黄酸受体的信号传导有一定影响,同时aldh3a2a可以调控钾离子通道蛋白kcns3b,指示其对色素细胞的影响与钾离子信号传导有关。GO和KEGG富集分析发现突变体的细胞周期、同源重组、RNA降解、RNA转运、p53信号通路、真核生物核糖体生物发生、DNA复制、碱基切除修复、氨基酰基-tRNA生物合成、细胞质DNA传感通路、类固醇生物合成、错配修复、类固醇激素生物合成和醛酸盐代谢等通路也有着广泛影响。此外,aldh3a2a基因敲除会导致体内醛积累明显,产生细胞毒性进而引发肝脏体积异常增大、肝脏内出现空泡,体质量增加的表征,类似于Sjögren-Larsson综合征的症状,揭示了aldh3a2a在斑马鱼体内的作用及其与人类遗传疾病的相关性,将有助于更深入地了解其在斑马鱼和人类中的功能和潜在的治疗靶点。

关键词： aldh3a2a基因敲除色素细胞视黄醇代谢通路视黄酸代谢

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天子蓝盘丽鱼皮肤组织的单细胞转录组测序

南方农业学报 2024年第3期55卷 601-610,F0002页

作者：杨平刘洁陈再忠陆颖水产种质资源发掘与利用教育部重点实验室(上海海洋大学) 上海201306 农业农村部淡水水产种质资源重点实验室(上海海洋大学) 上海201306

【目的】通过单细胞转录组测序比较天子蓝盘丽鱼和野生阿莲卡盘丽鱼皮肤组织中与体色形成相关的基因表达模式,为深入研究鱼类体色及良种选育提供数据基础,也为盘丽鱼或其他水产鱼类进行单细胞转录组研究提供技术借鉴。【方法】利用单细... 详细信息

【目的】通过单细胞转录组测序比较天子蓝盘丽鱼和野生阿莲卡盘丽鱼皮肤组织中与体色形成相关的基因表达模式,为深入研究鱼类体色及良种选育提供数据基础,也为盘丽鱼或其他水产鱼类进行单细胞转录组研究提供技术借鉴。【方法】利用单细胞转录组测序技术对天子蓝(人工选育)和阿莲卡(野生型)2种盘丽鱼的皮肤组织进行转录组测序,经fastp质控过滤后,通过Cell Ranger比对参考基因组生成单细胞表达矩阵文件,使用Seurat进行降维聚类后构建转录组图谱,筛选出细胞类型识别与鉴定的标记基因;同时以阿莲卡盘丽鱼为对照,通过DEGseq筛选出2个样本间的差异表达基因(DEGs),并进行GO功能注释分析和KEGG信号通路富集分析。【结果】经单细胞转录组测序,从天子蓝、阿莲卡盘丽鱼样本中获得的原始序列(Raw reads)分别为815237286和728886552条;将2个样本整合后共捕获17035个细胞,经过滤及降维聚类后得到18个细胞簇(C0~C17),参考已知和潜在的标记基因,被注释为13种细胞类型及其亚型,基本涵盖了鱼类皮肤组织中的大部分细胞类型。基于伪批量(Pseudo-bulk)处理,从2个样本间筛选出20个DEGs(8个在天子蓝盘丽鱼皮肤组织中高表达,12个在阿莲卡盘丽鱼皮肤组织中高表达),主要注释到与气体传递、氧化代谢相关的GO功能条目。在单细胞维度,选择黑色素细胞和虹彩细胞2个细胞集群进行样本间差异分析,结果显示:在黑色素细胞中存在8个DEGs,主要富集于热应答、未折叠蛋白结合、生长因子活性、金属离子结合等信号通路。在虹彩细胞中存在25个DEGs,KEGG信号通路富集分析发现主要富集于凋亡、沙门氏菌感染和MAPK等信号通路,涉及细胞生存、应激响应和信号传导等功能。【结论】TSPAN3A、PTGES、ATF3、JUNK、GADD45GA、HSP70L、FOSAB等基因在调节天子蓝盘丽鱼皮肤体色、色素合成与沉着等方面发挥重要作用,而黑色素合成不活跃可能是导致天子蓝盘丽鱼体色较阿莲卡盘丽色更加鲜艳和绚丽的主要原因之一。

关键词：盘丽鱼单细胞转录组测序标记基因色素细胞体色

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缢蛏HIF-1和PHD2基因鉴定及其在低氧胁迫下的表达

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水产学报 2024年

作者：李治平姚璐吕丽媛董迎辉任建峰浙江万里学院生物与环境学院浙江省水产种质资源高效利用技术研究重点实验室上海海洋大学水产种质资源发掘与利用教育部重点实验室上海海洋大学农业农村部淡水水产种质资源重点实验室

HIF信号通路是动物的氧感知信号通路，对于动物在低氧环境下的代谢和能量平衡调节等发挥着重要的作用。本研究利用PCR技术克隆了缢蛏HIF信号通路中的4个关键基因HIF-1α、HIF-1β、PHD2A和PHD2B，对其编码蛋白的理化性质和结构域进行预... 详细信息

HIF信号通路是动物的氧感知信号通路，对于动物在低氧环境下的代谢和能量平衡调节等发挥着重要的作用。本研究利用PCR技术克隆了缢蛏HIF信号通路中的4个关键基因HIF-1α、HIF-1β、PHD2A和PHD2B，对其编码蛋白的理化性质和结构域进行预测，并对其系统发育关系进行分析。结果显示，HIF-1包含典型的HLH、PAS、PAC、C-TAD结构域，HIF-1α特有ODDD和N-TAD结构域，ScPHD2含有zf-MYND和P4Hc结构域；不同于其他无脊椎动物，贝类包括缢蛏PHD2具有两个拷贝。利用实时荧光定量PCR（RT-qPCR）技术，进一步对HIF-1和PHD2在不同发育阶段、成体不同组织和低氧(0.5 mg/L和2.0 mg/L)及干露(21 ℃干露和4 ℃干露)胁迫下的表达水平进行了分析。结果显示，缢蛏HIF-1和PHD2在卵子时期便开始表达，ScHIF-1α在检测的6个组织中的表达水平高于其他基因，且在鳃中表达最高，肝胰腺次之，ScPHD2A和ScPHD2B在6个组织的表达量均很低。低氧胁迫下，ScHIF-1α、ScPHD2表达受到显著上调，但0.5 mg/L组较2 mg/L组上调幅度更大，而ScHIF-1β表达量变化不显著。干露胁迫下，ScHIF-1β表达量变化不显著，ScHIF-1α、ScPHD2表达显著上调，且4 ℃干露组较21 ℃干露上调幅度更大。研究表明，ScHIF-1和ScPHD2分别具备典型的HIF和PHD家族特征，且在低氧下被诱导上调表达，表明其可能参与了缢蛏低氧胁迫后应答过程。研究结果为深入开展缢蛏低氧信号通路和低氧适应机制研究提供了参考价值。

关键词：缢蛏 HIF-1 PHD2 低氧干露基因表达

2021年度长江口江心青草沙水库鱼类群落结构

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上海海洋大学学报 2024年第1期33卷 114-123页

作者：邢烁张成陈立婧龚小玲上海海洋大学水产种质资源发掘与利用教育部重点实验室上海201306 上海海洋大学水产科学国家级实验教学示范中心上海201306

为了解长江口江心青草沙水库的鱼类群落结构,于2021年对该水库进行了鱼类资源调查和群落结构分析。共采集鱼类3209尾,分属于9目13科36属46种,以鲤科淡水鱼类为主;鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(Aristichthys nobilis)、花(Hemiba... 详细信息

为了解长江口江心青草沙水库的鱼类群落结构,于2021年对该水库进行了鱼类资源调查和群落结构分析。共采集鱼类3209尾,分属于9目13科36属46种,以鲤科淡水鱼类为主;鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(Aristichthys nobilis)、花(Hemibarbus maculatus)、鲫(Carassius auratus)、刀鲚(Coilia nasus)、翘嘴鲌(Culter alburnus)、长蛇(Saurogobio dumerili)、花鲈(Lateolabrax japonicus)的IRI均超过1000,为优势种;优势种生态位分析显示肉食性和杂食性鱼类在食物资源和生存环境存在较高的生态位重叠,这两种鱼类种群规模扩大受到食物、空间等资源的限制会比生态位重叠低的更大;鲢、鳙与其他鱼类生态位重叠较低,在水库内受到的食物、空间等资源的竞争较小。年度的Margalef种类丰富度指数(D)为5.70,Shannon-Wiener多样性指数(H')为3.01,Pielou均匀度指数(J)为0.78,Simpson优势度指数(C)为0.81,与2015—2019年水库的调查相比,青草沙水库鱼类物种多样性提升明显,ABC曲线表明鱼类群落结构受外界因素干扰小,总体而言,青草沙水库鱼类更加丰富,群落处于稳中向好的状态。

关键词：长江口江心水库鱼类群落结构生态位鱼类多样性