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团头鲂嗅觉器官的发育及代表性嗅觉受体基因的表达模式

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水产学报 2024年第4期48卷 62-72页

作者：刘宁关素华王卫民刘寒华中农业大学水产学院农业农村部淡水生物繁殖重点实验室

为了研究团头鲂嗅觉器官的发育过程和嗅觉受体基因(ORs)在嗅囊发育不同时期的组织表达模式，实验基于组织学、形态学及实时荧光定量PCR技术(qRT-PCR)的方法进行了探究。组织形态学结果显示，团头鲂嗅觉器官位于后背部和两侧眼睛前方，... 详细信息

为了研究团头鲂嗅觉器官的发育过程和嗅觉受体基因(ORs)在嗅囊发育不同时期的组织表达模式，实验基于组织学、形态学及实时荧光定量PCR技术(qRT-PCR)的方法进行了探究。组织形态学结果显示，团头鲂嗅觉器官位于后背部和两侧眼睛前方，嗅囊紧贴于嗅腔底部，形状近似椭圆形，嗅基板沿着头尾方向平行排列。嗅囊在团头鲂刚孵化时出现嗅窝外围凹进的痕迹，随后凹进处长出嗅窝，并在中央出现长条形的嗅基板。随着仔鱼的生长发育，单侧嗅囊初级嗅基板由疏松逐渐排列紧密，嗅基板隆起高度、数量及嗅囊总体表面积逐渐增加，在成鱼阶段趋于稳定。qRT-PCR结果显示，代表性ORs在团头鲂发育不同时期的组织中表达模式各异，其中Beta-2、9、10、11在胚胎发育期的囊胚期、胚孔闭合期及嗅板期高表达；Beta-2、9、10、11和Epsilon-7在仔稚鱼期的3～15 dpf中微弱表达，在30～60 dpf时期高表达；Beta-2、10、11及Epsilon-6、7、10、13在幼鱼期至成鱼期嗅囊中高表达，Beta-2、10、9、11及Epsilon-7、10、13在3月龄团头鲂嗅球中高表达；Beta-2、10在幼鱼期至成鱼期脑中低表达。研究表明，团头鲂嗅觉器官的发育进程与ORs表达相关，不同发育时期ORs主要表达部位均在嗅囊中。本研究对进一步探究ORs的功能提供理论支持，也为后续深入研究鱼类嗅觉识别机制奠定了基础。

关键词：团头鲂嗅觉器官嗅觉受体基因基因表达

9种鱼类嗅囊组织结构特征和V1Rs基因家族进化分析

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水产学报 2024年第9期48卷 151-162页

作者：宋陈吕毛琳张郑玮高泽霞刘寒华中农业大学水产学院农业农村部淡水生物繁殖重点实验室

为探究不同鱼类嗅觉器官组成差异及V1Rs基因的进化规律，实验采用组织形态学方法比较了9种鱼类的嗅囊结构特征，并通过比较基因组学和生物信息学手段对V1Rs基因家族进行鉴定、序列结构及进化分析；利用实时荧光定量PCR (qRT-PCR)对泥鳅V... 详细信息

为探究不同鱼类嗅觉器官组成差异及V1Rs基因的进化规律，实验采用组织形态学方法比较了9种鱼类的嗅囊结构特征，并通过比较基因组学和生物信息学手段对V1Rs基因家族进行鉴定、序列结构及进化分析；利用实时荧光定量PCR (qRT-PCR)对泥鳅V1Rs基因的组织表达模式进行分析。结果显示，6种鲤形目鱼类的嗅基板类型均为G型，鲇形目为H型，而鲈形目则有F型和G型两种，嗅基板数量在9种鱼类中差异较大，其中大口黑鲈的嗅基板数量最少，只有7个，黄颡鱼最多，有80个。研究共鉴定出58个完整的V1Rs基因，这些基因属于G蛋白偶联受体家族。V1Rs基因分为6个亚型(V1R1、V1R2、V1R3、V1R4、V1R5、V1R6),9种鱼类基因组中均有1个V1R1和V1R2基因，但翘嘴鲌基因组中缺少V1R3和V1R4基因，鳜缺少V1R5基因，而团头鲂、黄颡鱼和翘嘴鲌各有2个V1R5基因。qRT-PCR结果显示，与对照组相比(肌肉组织)，除V1R3b外，泥鳅V1Rs基因均在雌、雄嗅囊中显著高表达，但在脑和触须中的表达量较低，在性腺组织中，雌、雄泥鳅V1Rs基因表达量存在明显差异，其中，V1R1、V1R4、V1R5、V1R6在精巢中的表达量显著高于卵巢，而V1R3b基因在雌性泥鳅性腺中显著高于雄性，V1R2和V1R3a在雌、雄泥鳅中则没有显著性差异。本研究不仅阐明了不同鱼类嗅囊组织结构和V1Rs基因拷贝数、进化差异，结果也为后续深入探究鱼类异性识别的嗅觉分子基础和V1Rs基因在繁殖中作用机制奠定基础。

关键词：鱼类嗅囊 V1Rs基因家族基因鉴定基因表达

大豆球蛋白对克氏原螯虾肠道菌群和抗菌相关基因的影响

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水生生物学报 2024年第8期48卷 1300-1314页

作者：王思如矣林圆杨慧君许乾袁勇超华中农业大学水产学院农业农村部淡水生物繁育重点实验室武汉430070

实验旨在探究不同水平的大豆球蛋白对克氏原螯虾(Procambarus clarkii)肠道菌群和抗菌相关基因的影响。在饲料中添加0 (G0组,作为对照组)、1.82%(GL组)、3.64%(GH1组)、5.46%(GH2组)和7.28%(GH3组)五种不同水平的大豆球蛋白饲喂克氏原螯... 详细信息

实验旨在探究不同水平的大豆球蛋白对克氏原螯虾(Procambarus clarkii)肠道菌群和抗菌相关基因的影响。在饲料中添加0 (G0组,作为对照组)、1.82%(GL组)、3.64%(GH1组)、5.46%(GH2组)和7.28%(GH3组)五种不同水平的大豆球蛋白饲喂克氏原螯虾(平均体重约为4.3 g) 4周。养殖实验结束后测定肠道微生物的组成和抗菌相关基因的表达。结果显示:(1)饲料中的大豆球蛋白对克氏原螯虾肠道菌群的Alpha多样性没有显著性影响,但改变了其肠道菌群组成。GL组Cloacibacterium、沙曼气单胞菌(Aeromonas sharmana)等菌群的相对丰度显著高于其他4组。与G0组相比,红杆菌属(Rhodobacter)、副球菌属(Paracoccus)、丙酸杆菌属(Propionicimonas)和生丝微菌属(Hyphomicrobium)等益生菌及亨氏柄杆菌(Caulobacter henricii)的相对丰度在GH2或GH3组中显著下降;而GH3组壤霉菌属(Agromyces)、巴氏微杆菌(Microbacterium barkeri)、假黄色单胞菌属(Pseudoxanthomonas)和军团杆菌属(Legionella)等潜在病原菌的相对丰度显著高于G0组。(2)随着大豆球蛋白水平的升高,各组肠道抗菌相关基因的表达水平呈现一次线性和二次响应的变化趋势。与G0组相比,GL组抗脂多糖因子(alf)、甲壳素(cru)和血蓝蛋白(hem)基因的表达水平显著下降;除组织蛋白酶-B (cst-b)外,GH1、GH2和GH3组其他抗菌相关基因的表达水平随着饲料中大豆球蛋白水平的升高而显著上升;GH2组cst-b的表达水平显著高于其余4组。(3)斯皮尔曼相关分析结果表明肠道菌群和抗菌相关基因之间存在显著的相关关系。cru、alf、C型凝集素(lec-c)、溶菌酶(lys)、白细胞介素增强因子结合子-2 (iebf-2)、hem、热休克蛋白-70 (hsp-70)和cst-b的表达水平与亨氏柄杆菌、副球菌属、红杆菌属、丙酸杆菌属、Desulfovibrio putealis、Thermomonas dokdonensis、沙曼气单胞菌和气单胞菌属、Chitinilyticum aquatile、台湾几丁质杆菌、Cloacibacterium和生丝微菌属等菌群的相对丰度具有显著的负相关关系;而与壤霉菌属、产气荚膜梭杆菌(Clostridium Perfringens)、巴氏微杆菌、乳球菌(Lactococcus)、明串珠菌属(Leuconostoc)、类诺卡氏菌属(Nocardioides)和Peredibacter starrii等菌群的相对丰度具有显著的正相关关系。综上所述,饲料中低水平的大豆球蛋白(1.82%)在一定程度上能够促进肠道中益生菌的生长,改善肠道菌群健康,同时下调抗菌相关基因的表达;而高水平的大豆球蛋白(≥3.64%)可能抑制了益生菌的生长,导致病原菌的增殖,从而破坏了肠道菌群稳态,并且上调了抗菌相关基因的表达。相关分析结果表明抗菌相关基因与肠道菌群之间可能存在一定的互作关系。

关键词：大豆球蛋白肠道菌群抗菌相关基因克氏原螯虾

团头鲂lpin1基因的克隆、表达及对肌肉损伤的响应

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华中农业大学学报 2024年第5期43卷 205-212页

作者：金叶子石林林刘红王焕岭华中农业大学水产学院/农业农村部淡水生物繁育重点实验室武汉430070

为深入研究lpin1基因在鱼类肌肉损伤修复过程中的作用机制,以团头鲂(Megalobramaamblycepha-la)为研究对象,采用荧光定量PCR和整胚原位杂交技术检测团头鲂lpin1基因的时空表达及肌肉损伤后该基因的表达变化。结果显示,团头鲂lpin1基因的... 详细信息

为深入研究lpin1基因在鱼类肌肉损伤修复过程中的作用机制,以团头鲂(Megalobramaamblycepha-la)为研究对象,采用荧光定量PCR和整胚原位杂交技术检测团头鲂lpin1基因的时空表达及肌肉损伤后该基因的表达变化。结果显示,团头鲂lpin1基因的ORF序列长2694bp,编码897个氨基酸,编码的蛋白质具有高度保守的Lipin-N、Lipin-mid和LNS2(Lipin/Ned1/Smp2)结构域,系统进化树分析显示团头鲂Lpin1与鲤和斑马鱼的亲缘关系最近。荧光定量PCR结果显示,lpin1在团头鲂胚胎发育过程中的各个时期均有表达,且在成鱼肌肉组织中表达量最高;整胚原位杂交进一步显示lpin1在肌肉效应期和心跳期的头部和体节中特异表达;对团头鲂幼鱼肌肉进行不同程度损伤后,与未损伤组相比,lpin1基因分别在轻度损伤后48 h和重度损伤后72 h的表达量最高,pax7基因表达量分别在轻度损伤后144 h和重度损伤后96 h最高。以上结果表明,lpin1基因可能在团头鲂肌肉损伤和修复的过程中扮演着重要角色。

关键词：团头鲂 lpin1基因基因表达肌肉损伤修复

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在不同养殖背景下鳜mc1r组织表达差异和启动子转录调控分析

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水生生物学报 2024年第1期48卷 149-156页

作者：贾晓丹梁旭方何珊华中农业大学水产学院华中农业大学鳜鱼研究中心武汉430070 农业农村部淡水生物繁育重点实验室/农业动物遗传育种与繁殖教育部重点实验室武汉430070

为探究鳜(Siniperca chuatsi)黑素皮质素1受体基因mc1r在不同养殖背景下的组织表达差异及转录调控机制,研究以在黑白养殖背景下产生的深、浅色体表鳜为研究对象,通过实时荧光定量PCR测定mc1r基因的组织表达差异;其次以鳜基因组DNA为模板... 详细信息

为探究鳜(Siniperca chuatsi)黑素皮质素1受体基因mc1r在不同养殖背景下的组织表达差异及转录调控机制,研究以在黑白养殖背景下产生的深、浅色体表鳜为研究对象,通过实时荧光定量PCR测定mc1r基因的组织表达差异;其次以鳜基因组DNA为模板,通过PCR扩增mc1r基因5′侧翼区不同长度的缺失片段并克隆至pGL3-Basic载体,之后将重组质粒转染到HEK 293T细胞,检测双荧光素酶的相对活性并预测其存在潜在的转录因子。结果显示,黑色背景养殖所产生的深色体表鳜与野生型更为相似;RT-qPCR检测显示深色体表鳜mc1r在背部皮肤和腹部皮肤表达量最高,而浅色体表鳜脑中表达量最高;双荧光素酶活性检测发现,构建的5个缺失片段启动子活性之间存在显著差异,且−159∽−+292启动子活性最高,推测其为mc1r核心启动子区域,并且通过在线软件预测出存在MITF、SP1等转录因子。研究克隆了鳜mc1r基因启动子区域并进行了转录活性分析,并且对潜在的转录因子进行了预测,为鱼类mc1r基因分子机制表达调控及表皮颜色可控性研究提供了理论依据。

关键词： mc1r 组织表达启动子活性转录因子鳜

团头鲂嗅觉受体基因β亚型的进化与表达模式分析

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华中农业大学学报 2024年第1期43卷 194-202页

作者：关素华黄欣刘宁王卫民刘寒华中农业大学水产学院/农业农村部淡水生物繁殖重点实验室武汉430070

为探索鱼类嗅觉受体基因β亚型(OR-β)与食性的关系,对不同食性的12种鱼类,包括植食性的团头鲂(Megalobrama amblycephala)和草鱼(Ctenopharyngodon idellus),肉食性的半滑舌鳎(Cynoglossus semilae⁃vis)、大西洋鳕(Gadus morhua)、三刺鱼(Gasterosteus aculeatus)、大黄鱼(Larimichthys crocea)和褐牙鲆(Parali⁃chthys olivaceus),杂食性的斑马鱼(Danio rerio)、罗非鱼(Oreochromis niloticus)、青鳉(Oryzias latipes)、金线鲃(Sinocyclocheilus grahami)和花斑剑尾鱼(Xiphophorus maculatus)的OR-β在其基因组中的拷贝数和分子进化进行系统分析,并对植食性团头鲂的OR-β在12月龄和24月龄鱼不同组织中的表达模式进行qPCR检测。进化分析结果显示,不同食性鱼类OR-β拷贝数差异较大,植食性团头鲂和草鱼分别有20和14个拷贝,而5种肉食性鱼类基因组中平均仅有1个,杂食性的5种鱼类平均有4个;选择压力分析结果显示,共有19个分支受到正选择,包括9个OR-β基因和10个分支位点,其中团头鲂的OR-β-4和OR-β-14(P<0.01)受到强烈的正选择。此外,团头鲂、草鱼、斑马鱼和金线鲃4种鲤科鱼类的OR-β聚为一支,这一支受到正选择,其中包括团头鲂的9个OR-β基因;qPCR结果显示,在12月龄和24月龄团头鲂的肌肉、嗅囊、脑及嗅球组织中,10个OR-β均在嗅囊中高表达;除OR-β-9和OR-β-10外,其他OR-β在嗅球和脑组织均不表达。以上结果表明,植食性团头鲂的OR-β基因与其他食性鱼类相比发生明显的特异性扩张,且在嗅囊组织中高表达,推测OR-β在团头鲂植食性适应性进化中可能起重要作用。

关键词：团头鲂嗅觉受体β亚型食性基因表达

基于稳定同位素技术的洈水水库鱼类群落营养结构

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水生生物学报 2024年第1期48卷 120-129页

作者：姚鸿伟林子木陈敏建钟可儿马吉顺周琼华中农业大学水产学院农业农村部淡水生物繁育重点实验室武汉430070 长江经济带大宗水生生物产业绿色发展教育部工程研究中心武汉430070

为调查山谷型水库的鱼类群落营养结构及其食物资源利用情况,基于碳(δ^(13)C)、氮(δ^(15)N)稳定同位素技术研究了湖北省洈水水库2020年夏季与秋季鱼类群落结构特征,并运用贝叶斯混合模型评价4种潜在碳源(颗粒有机物、陆生植物、周丛藻... 详细信息

为调查山谷型水库的鱼类群落营养结构及其食物资源利用情况,基于碳(δ^(13)C)、氮(δ^(15)N)稳定同位素技术研究了湖北省洈水水库2020年夏季与秋季鱼类群落结构特征,并运用贝叶斯混合模型评价4种潜在碳源(颗粒有机物、陆生植物、周丛藻类和有机碎屑)对不同食性鱼类的贡献。结果表明:洈水水库鱼类群落的营养结构存在季节差异,鱼类群落的营养层次(NR)、基础食物来源(CR)、生态位总空间(TA)、群落的整体密度(NND)、聚集均匀程度(SDNND)和核心生态位空间(SEAc)等参数为夏季高于秋季,表明夏季食物源多样性高、营养冗余程度低、食物网结构更加复杂而稳定。洈水水库夏季和秋季鱼类均依赖外源性碳源,但两个季节的利用方式存在显著差异(P水生食物网,鱼类食物资源竞争加剧、捕食作用加强所致。基于贝叶斯混合模型分析鱼类食物资源的利用情况表明:植食性鱼类和杂食性鱼类的鱼苗投放时间应选在早春(2—3月),碎屑食性鱼类鱼苗的投放时间在秋、冬季更加合适,这将为研究山谷型水库鱼类群落的营养结构及渔业结构调整方案提供科学依据。

关键词：洈水水库稳定同位素鱼类群落营养结构内/外源碳大水面渔业

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eDNA监测空间分辨率量化方法研究——以长江中游干流平水期为案例

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长江流域资源与环境 2024年第4期33卷 855-869页

作者：杨海乐许兰馨周琼刘志刚吴金明中国水产科学研究院长江水产研究所农业农村部淡水生物多样性保护重点实验室湖北武汉430223

eDNA监测技术有助于提高水生生物种类组成监测和种群健康监测的效率,而eDNA监测的空间分辨率未量化阻碍了常态化系统化eDNA监测的实施。为了量化eDNA监测的空间分辨率,探索建立了一个基于流域生物信息流分析框架和eDNA监测空间分辨率概... 详细信息

eDNA监测技术有助于提高水生生物种类组成监测和种群健康监测的效率,而eDNA监测的空间分辨率未量化阻碍了常态化系统化eDNA监测的实施。为了量化eDNA监测的空间分辨率,探索建立了一个基于流域生物信息流分析框架和eDNA监测空间分辨率概率化表述的量化方法,并在长江中游开展了案例研究。2020年6月(平水期)在长江中游设置30个采样断面,断面间隔在30 km左右,开展eDNA采样,进行高通量测序(原核生物用16S rRNA基因扩增子测序、真核生物用线粒体COI基因扩增子测序),根据流域生物信息流分析框架计算eDNA所能监测到的生物信息输移的量化特征,确定eDNA监测空间分辨率(系列)值及其可信度、覆盖度。结果显示长江中游平水期,eDNA监测原核生物达到90%以上覆盖度对应的空间分辨率为27 km(可信度为84.18%),监测真核生物达到90%以上覆盖度对应的空间分辨率为6 km(可信度为41.38%),达到80%以上覆盖度对应的空间分辨率为13 km(可信度为50.64%);监测原核生物达到90%以上可信度对应的空间分辨率为58 km(覆盖度为82.30%),监测真核生物达到90%以上可信度对应的空间分辨率为78 km(覆盖度为38.61%),达到80%以上可信度对应的空间分辨率为50 km(覆盖度为49.70%)。研究结果可为其它eDNA监测空间分辨率估算工作提供方法借鉴,为长江中游eDNA监测断面设置提供量化参考。

关键词：环境DNA监测空间分辨率可信度与覆盖度流域生物信息流流域生态学

基于形态性状和SSR标记的克氏原螯虾养殖群体遗传多样性分析

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华中农业大学学报 2024年第3期43卷 258-266页

作者：胡倩王齐帅黄瑾朱威霖陈晓汉陈秀荔李艳和彭敏华中农业大学水产学院/农业农村部淡水生物繁育重点实验室武汉430070 广西壮族自治区水产科学研究院/广西水产遗传育种与健康养殖重点实验室南宁530021

为客观评估广西南宁周边地区克氏原螯虾养殖群体的遗传多样性,采集来自南宁的3个克氏原螯虾群体——埃及群体(AJ)、良庆群体(LQ)和上林群体(SL),以及湖北荆州(JZ)和江西湖口(HK)的群体各1个,采用形态学结合微卫星分子标记的方法分析其... 详细信息

为客观评估广西南宁周边地区克氏原螯虾养殖群体的遗传多样性,采集来自南宁的3个克氏原螯虾群体——埃及群体(AJ)、良庆群体(LQ)和上林群体(SL),以及湖北荆州(JZ)和江西湖口(HK)的群体各1个,采用形态学结合微卫星分子标记的方法分析其遗传多样性水平。形态分析结果显示,雌性群体的综合判别准确率为68.59%,雄性群体的综合判别准确率为73.60%;3个南宁群体(AJ,LQ,SL)与JZ群体聚为一类,3个南宁群体间具有较高的形态相似度。微卫星分析结果显示,AJ群体和LQ群体的遗传多样性最高,SL群体和HK群体次之;LQ群体与SL群体的遗传分化系数和遗传距离最小。结果表明广西南宁克氏原螯虾群体具有较高的遗传多样性,从国外引种或国内不同地理来源群体的杂交可能是提高克氏原螯虾群体遗传多样性的重要途径。

关键词：克氏原螯虾形态性状微卫星遗传多样性

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