中国明对虾（Fenneropenaeus chinensis）几种免疫相关因子的分离纯化、基因克隆及相互关系研究

中国明对虾（Fenneropenaeus chinensis）是我国重要的海水养殖动物，但是近年来在其养殖过程中深受病害的影响，细菌性和病毒性疾病给对虾养殖业造成了巨大的经济损失，因此对中国明对虾免疫机理的研究对于对虾的疾病控制以及海水养殖业的持续发展具有重要意义。甲壳动物只具有天然免疫系统。天然免疫系统对于异己物质的识别是通过有限数量的模式识别蛋白（PRPs）来实现的。C型凝集素（C-type lectin）作为宿主防御系统中的一种模式识别受体，在病原识别和细胞间的相互作用上具有重要作用，此外它们还参与止血、凝固、物质运输和创伤修复等一系列作用；酚氧化酶（phenoloxidase）又称为酪氨酸酶(tyrosinase,EC1.14.18.1)。它是一种含铜的酶,能够催化单酚羟化成二酚(如多巴)，把二酚氧化成醌；醌在非酶促条件下形成最终的反应产物黑色素。血蓝蛋白(hemocyanins，Hc)是在软体动物和节肢动物血淋巴中发现的存在于细胞外、负责运输氧的一类巨大蛋白质。本论文从中国明对虾血清中纯化了利用亲和层析纯化了一种凝集素FC-L，并对FC-L的理化性质、多糖结合和细菌结合特性进行了研究。从中国明对虾血细胞中克隆了一种酚氧化酶原(prophenoloxidase,proPO)基因FCproPO，从肝胰腺中克隆了一种血蓝蛋白基因FCHc，分析了它们的分子结构特征，预测了其可能的作用，并对它们的组织分布、应答不同病原感染的表达变化模式以及相互关系进行了研究。

扇贝、对虾基因组BAC文库构建及其重要功能基因的初步筛选和分析

基因组大片段BAC文库是进行生物遗传学和基因组学研究必不可少的基础工具。为了深入开展栉孔扇贝（Chlamys farreri）和凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）基因组学研究、阐明其基因组的结构与功能、图位克隆重要功能基因、构建高密度物理图谱并最终实现与已有遗传连锁图的整合，本研究在植物基因组BAC文库构建技术的基础上，针对海洋生物的特点进行了大胆的改革与尝试，最终成功构建了C. ferrari和L. vannamei两种重要海水养殖动物的基因组BAC文库。 本文构建的栉孔扇贝基因组BAC文库，由BamHI文库和MboI文库构成。其中BamHI文库含有73,728个BAC克隆，空载率约为1%，平均插入片段约为110 kb，覆盖栉孔扇贝单倍体基因组约8倍；MboI文库共有7,680个克隆组成，平均插入片段大小约为145 kb，插入率为100%，覆盖栉孔扇贝单倍体基因组约1.1倍。两个栉孔扇贝基因组BAC文库共由81,408个克隆组成，平均插入片段约为113 kb，覆盖率约为栉孔扇贝单倍体基因组大小的9.1倍。 将栉孔扇贝基因组BAC文库的192个384微孔培养板中的73,728个BAC克隆以4 x 4点阵形式制备了高密度DNA薄膜，用于对感兴趣的基因及DNA序列的筛选。高密度DNA薄膜的覆盖率约为栉孔扇贝单倍体基因组的8.3倍。针对栉孔扇贝先天免疫系统通路的6个重要功能基因，根据栉孔扇贝cDNA序列以及异缘物种DNA序列设计了Overgo探针。利用Overgo探针对高密度DNA薄膜杂交筛选的结果显示，平均每个基因检测到7.3个潜在阳性克隆。 本研究所构建的凡纳滨对虾基因组HindIII酶切BAC文库共有102,528个BAC克隆，存放于267个384微孔培养板中，平均插入片段大小约为101 kb，空载率约为5%，覆盖L. vannamei单倍体基因组约5倍。将其中240个384微孔培养板中的92,160个BAC克隆以4 x 4的矩阵排列形式制作了5张高密度凡纳滨对虾DNA薄膜，约覆盖整个对虾单倍体基因组的4.5倍。针对6个与对虾免疫、生殖生理有关的重要功能基因设计了Overgo探针，杂交筛选出20个阳性克隆，平均每个基因有3.3个潜在阳性克隆。 以上筛选结果不仅为进一步研究这些功能基因的结构与功能、表达与调控，揭示它们在扇贝和对虾以及其他近缘种的免疫系统、抗逆和生殖生理过程中的作用机理打下了基础，同时也间接验证了栉孔扇贝和凡纳滨对虾基因组BAC文库将成为基因筛选、基因的结构与功能分析、基因图位克隆、物理图谱构建以及大规模全基因组测序等方面的有力工具。

扇贝丝氨酸蛋白酶抑制剂基因CfKZSPI及Aikunitz的克隆与重组表达

扇贝养殖是我国重要的海水养殖产业，然而自1997 年以来，养殖扇贝陆续爆发的大规模死亡，不但造成了巨大的经济损失，而且严重影响了该产业的健康发展。丝氨酸蛋白酶抑制因子及丝氨酸蛋白酶在无脊椎动物的免疫应答中起着核心作用，它们的协同作用直接导致外界病源入侵的信号转导和级联放大，并进一步激活一系列防御体系，如黑化反应、血液凝结和抗菌肽的合成等。因此，克隆扇贝参与免疫防御的丝氨酸蛋白酶抑制剂基因并对其功能进行研究，将有助于进一步研究扇贝的免疫防御机制，丰富和发展无脊椎动物免疫学的内容。 运用大规模EST技术和RACE技术从栉孔扇贝中克隆出一个Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂基因，定名为CfKZSPI。该基因cDNA序列全长1788bp，其中5' 非编码区（Untranslated Region, UTR）为97 bp，3' UTR161 bp，有一个典型的多聚腺苷酸信号序列（AATAAA）和一个ploy A 尾巴，开放阅读框（Open Reading Frame, ORF）含有1530 bp，编码509 个氨基酸残基。对其推测氨基酸序列进行分析，发现其中包括22个氨基酸残基组成的信号肽序列和12个Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂结构域。采用QRT-PCR（quantitative real time PCR）对鳗弧菌浸泡刺激后栉孔扇贝血淋巴中CfKZSPI 的 mRNA表达量进行了检测，发现其mRNA 的表达量在鳗弧菌刺激后3h明显上升，达到空白组的43.6倍；然后在6h时有所下降，为空白组的15.0倍；随着菌刺激时间的增长，CfKZSPI基因的 mRNA 表达量急剧增加，在刺激后8h，12h，24h分别达到空白组的174.1，207.8，675.4倍。统计分析发现3h（P=0.019<0.05）和12h（P=0.020<0.05）时，CfKZSPI基因mRNA表达量与空白组差异均显著。为了研究栉孔扇贝CfKZSPI的蛋白活性，将其第十二个结构域克隆到pET-32a（+）载体中，转化大肠杆菌Rosetta-gami（DE3）表达菌株，获得可溶性表达的蛋白rCfKZSPI-12，对其进行抑制蛋白酶活性的分析，发现其对胰蛋白酶有很强的抑制活性，而对凝血酶没有抑制活性。当rCfKZSPI-12与胰蛋白酶分子比率为1：1时，约90%的蛋白酶活性被抑制。运用狄更斯作图法研究rCfKZSPI-12对胰蛋白酶的抑制能力，结果发现其对胰蛋白酶的抑制常数为173 nmol L-1。 采用同样方法从海湾扇贝cDNA文库中克隆出一个Kunitz型丝氨酸蛋白酶抑制剂基因，定名为Aikunitz。该基因全长632 bp，其中5' UTR 为105 bp，3' UTR 为 245 bp，有一个典型的多聚腺苷酸信号序列（AATAAA）和一个ploy A 尾巴，ORF 含有282 bp，编码93 个氨基酸残基。推测的氨基酸序列N末端有一个20个氨基酸残基组成的信号肽序列，成熟蛋白包括一个Kunitz型丝氨酸蛋白酶抑制剂结构域。采用QRT-PCR对鳗弧菌和藤黄微球菌感染后海湾扇贝血淋巴中Aikunitz 的mRNA的表达量进行了检测，结果发现其在鳗弧菌刺激后3h到9h持续上升，9h时表达量为PBS对照组的4.49倍（P=0.008<0.05），然后开始下降，在72h时表达量为对照组的0.24倍（P=0.021<0.05）；而在藤黄微球菌刺激后3h到12h其表达量上升，其中6h时为空白组的5.95倍（P=0.0004<0.01）；12h以后迅速下降，其中24h的表达量为对照组的0.38倍（P=0.028<0.05）。将Aikunitz基因编码的成熟蛋白按照重组CfKZSPI-12的方法进行重组表达，并对重组蛋白进行抑制蛋白酶和抑菌活性分析。结果发现其对胰蛋白酶和弹性蛋白酶两种丝氨酸蛋白酶都没有抑制作用。抑菌实验同样发现，重组Aikunitz 对供试的革兰氏阳性菌藤黄微球菌和革兰氏阴性菌鳗弧菌和大肠杆菌都不显示明显抑菌活性。

海湾扇贝超氧化物歧化酶家族基因结构、表达和多态性分析

海湾扇贝Argopecten irradian Lamarck于1982年从美国引种到中国，由于具有较快的生长速度和很高的经济效益，海湾扇贝成为中国最主要的养殖贝类之一。近年来海湾扇贝养殖遇到了死亡率高等问题，深入开展海湾扇贝功能基因的研究，尤其是免疫相关基因及其机制研究并在此基础上寻找扇贝疾病防治的有效方法对海湾扇贝的健康养殖十分重要。 对于贝类免疫系统来说，其血细胞在先天性免疫防御中起着重要的作用。当受到外界病原侵染时，贝类血细胞的一个重要免疫反应就是吞噬作用。在吞噬病原过程中，受到病原侵染的贝类还会产生其他多种免疫反应，这些免疫反应将消耗大量的能量（ATP），产能的呼吸链会加速运转，由此也会引发与呼吸链相耦联的活性氧（ROS）的大量产生。这些活性氧具有极强的反应特性，能破坏病原微生物的结构和功能分子，实现对入侵病原的杀灭。利用活性氧对被吞噬的病原进行杀灭，这是吞噬作用消除病原抵御侵染的重要机制。但由于活性氧分子反应的非特异性，它们也会破坏宿主机体细胞内的功能蛋白分子、不饱和脂肪酸分子和核酸等，对细胞造成严重的伤害，进而导致机体生理机能的损伤和免疫系统的破坏。所以，及时消除病原感染机体内过量产生的ROS，维持相关细胞的正常代谢，对提高机体抵抗力和免疫力具有重要的作用。O2-是生物体内产生的第一种活性氧分子，其他的活性氧分子也是由它衍生而来，消除过量O2-是消除过量活性氧危害的第一步也是关键一步。生物体内，超氧化物歧化酶（SOD）是催化O2-发生歧化反应，消除O2-的关键酶。 首先，本文通过RACE方法获得了海湾扇贝SOD家族全部三种基因的cDNA全长并对其进行了序列的生物信息学分析，海湾扇贝AiCuZnSOD全长cDNA为1047个碱基，其中开放阅读框为459个碱基，编码152个氨基酸，与栉孔扇贝Chlamys farreri的CuZnSOD相似度为77.5%，与长牡蛎Crassostrea gigas的相似度为75%，与人的相似度为74.7%。AiMnSOD全长cDNA为1207个碱基，其中开放阅读框为678个碱基，编码226个氨基酸，序列比对结果发现AiMnSOD的氨基酸序列与虾夷扇贝Mizuhopecten yessoensis和皱纹盘鲍Haliotis discus hannai的相似度分别为85%和78.4%，与哺乳动物相似度也在68%~72%之间。AiECSOD全长cDNA为893个碱基，其中开放阅读框为657个碱基，编码218个氨基酸。AiECSOD与其它物种ECSOD相似度比较低。与线虫Brugia pahangi的相似度为27.9%，与疟蚊Anopheles gambiae的相似度为31.4%，与斑马鱼Danio rerio的相似度为27.8%，与人的相似度也只有28.6%，与同是贝类的长牡蛎ECSOD也只有28.1%的相似性。主要原因是AiECSOD的信号肽和肝磷脂结合区域在各物种中无同源性。 其次，采用qRT-PCR（quantitative real time PCR）方法分析三种SOD基因在不同组织中的表达情况，结果表明三种SOD基因的组织表达有所差异。AiCuZnSOD基因在鳃中表达水平最高，其次是血细胞和性腺，在外套膜、闭壳肌和肝胰脏表达水平较低。AiMnSOD基因在鳃中表达水平最高，其次是外套膜，在血细胞、性腺，而在肝胰脏和闭壳肌表达较弱。AiECSOD基因在血细胞中表达水平最高，其次是肝胰脏，在鳃、闭壳肌表达水平较低，而性腺和外套膜没有检测到。同时，采用qRT-PCR对鳗弧菌Vibrio angullarum感染后海湾扇贝血细胞中三种SOD基因mRNA表达变化进行了检测。AiCuZnSOD表达量在各个时间段没有显著差异(P > 0.05)。AiMnSOD的表达量在1.5 h时略有下降，在3 h时达到最高表达量，是空白组（0h）的3倍(P < 0.01)，从6 h到24 h表达量逐渐下降，24 h时表达量是空白组的1.6倍，24 h到48 h又稍有升高。AiECSOD的表达量在1.5 h时有所下降，是空白组的0.3倍（P < 0.05)，随后逐渐升高，在12 h时达到最高表达量，是空白组（0h）的4.5倍（P < 0.01），从24 h到48 h表达量逐渐下降并恢复到空白组的水平。在对照组，各个时间点没有显著差异（P > 0.05）。在鳗弧菌感染后，海湾扇贝三种SOD的表达并不一致，且差异比较显著。AiCuZnSOD被认为是构成性表达基因，其受外界刺激的影响最小，AiMnSOD和AiECSOD受刺激后表达上调比较明显。 第三，采用Genome-walking的方法得到了海湾扇贝三种SOD基因的基因组全长和近端启动子序列并对其进行了相关分析。AiCuZnSOD的基因组序列全长为4279bp，包含有4个外显子和3个内含子。AiMnSOD的基因组序列全长为10692bp，包含有4个外显子和3个内含子。AiECSOD的基因组序列全长为5276bp，包含有5个外显子和4个内含子。三种基因外显子和内含子的结合处序列遵循-AT/GT-原则。我们把海湾扇贝SOD家族的三个基因的近端启动子进行了比较分析。发现三种SOD在靠近起始密码子的位置都有Oct-1结合位点。三种SOD共有的转录位点有：Oct-1、C/EBPalp、Oct2.1、Sp-1和GATA-1。AiCuZnSOD和AiMnSOD共有的转录位点有：ICSBP、Ftz、TATA-box、C/EBPbeta和Antp。AiCuZnSOD和AiECSOD共有的转录位点有：AP-1和NFκB。AiMnSOD和AiECSOD共有的转录位点有：GR和ER。AiCuZnSOD独有的位点有：SRF、YY-1和NF-1。AiMnSOD独有的位点有：HNF-1、Hb、MEB、NF-muE1、Pit-1a和Eve。AiECSOD独有的位点有：CREB、RATA-alph、Kruppel-like和AP-3。 此外，通过构建原核表达载体，本研究对AiCuZnSOD和AiECSOD基因进行了体外重组表达，并对纯化的重组蛋白进行了酶活分析。酶活分析表明，重组AiCuZnSOD蛋白有较高的酶活和稳定性。 最后，我们对海湾扇贝三种SOD基因的部分区域，包括启动子、编码区，部分内含子区域进行了SNP检测，并对SOD基因部分SNP位点多态性和鳗弧菌敏感性进行了相关分析。三种SOD基因中，我们共发现了59个SNP位点，其中AiECSOD的SNP位点最多，特别是在启动子区，AiCuZnSOD和AiMnSOD多态性较低。其中AiCuZnSOD启动子区的-1739 T-C 位点的基因型和等位基因，AiECSOD启动子区的-498 A-T和-267 G-A等位基因频率，AiECSOD的第一个外显子38 Thr-Lys的多态性在敏感和抗菌群体中存在显著差异（P < 0.05）。

牙鲆免疫系统和抗病力的研究

本文主要以一龄牙鲆为研究对象，研究了牙鲆免疫系统的组成，以初步探讨牙鲆的抗病机制，并为牙鲆生理状况的诊断建立快捷的方法；研究了牙鲆主要消化酶的活性，为牙鲆的营养强化进行基础性的研究；研究了含有大麻哈鱼生长激素基因的重组酵母菌对牙鲆的生长和非特异性免疫能力的影响；同时对牙鲆热激蛋白hsp70的cDNA进行了合成和扩增。本论文共包括四个部分，由十个实验组成，每个实验的研究内容介绍如下：实验1 利用姬姆萨染色技术观察了牙鲆血细胞的显微结构。结果表明，牙鲆的血细胞由红细胞和白细胞组成，两类细胞的显微结构具有明显的差异；红细胞有细胞核，在血细胞的组成中占较高比例；不同种类的白细胞其结构不同，实验中发现了血栓细胞、淋巴细胞、单核细胞；但是只凭借光学显微形态的差异难以对白细胞进行更确切的分类。实验2 利用透射电镜技术对牙鲆外周血细胞的超显微结构进行了观察。牙鲆的血细胞可以分为红细胞和白细胞；白细胞包括淋巴细胞、血栓细胞、单核细胞、粒细胞；粒细胞包含两种类型；实验中还发现了类似巨噬细胞的一类细胞，但未发现浆细胞的存在。实验3 利用区带毛细管电泳技术对牙鲆血清蛋白的组成进行了分析。实验条件下，牙鲆的血清蛋白主要包含三种类型，即P2.59, P1.60, P0.77。三种蛋白的分子量和稳定性各不相同，初步判断这三种蛋白主要为白蛋白、α球蛋白和β球蛋白。实验4和实验5 对溶菌酶和抗蛋白酶物质在假雄牙鲆体内的分布以及不同在组织和器官中的比活性进行了研究。溶菌酶广泛分布于牙鲆的体表粘液、鳃、血清、消化组织和脾、肾等组织中；抗蛋白酶物质广泛分布于体表粘液、鳃、血清、肌肉中。在不同的组织和器官中，这种酶的比活性不完全相同。体表粘液、血清、肝脏、前肠、肾、鳃中溶菌酶的比活性较高；胃、中肠、后肠、脾中溶菌酶的比活性较低；胆汁中溶菌酶的比活性最低。血清和体表粘液中抗蛋白酶物质的比活性较高，鳃和肌肉中抗蛋白酶物质的比活性较低。由实验结果可知，鳃和消化道在牙鲆抵抗病原微生物侵袭的过程中发挥着重要的作用。实验6 对碱性磷酸酶在牙鲆体内不同消化器官中的分布进行了研究。碱性磷酸酶在牙鲆的胃、肝脏、肠中广泛分布。在前肠和中肠部位酶的比活性较其它部位的高。胃中碱性磷酸酶的比活性随季节的不同没有显著变化，而肠和肝脏中酶的比活性随季节的不同具有较显著的变化。实验 7 对牙鲆体内消化酶的比活性进行了研究。在牙鲆的胃、前肠、中肠、后肠中可以检测出蛋白酶、脂肪酶、酶、纤维素酶的活性。胃中的蛋白酶主要为酸性蛋白酶，肠中的蛋白酶主要为碱性蛋白酶。肠中蛋白酶的比活性由前肠向后肠递减，前肠与中肠酶的比活性没有显著差异；牙鲆肠中脂肪酶的比活性较胃中的高，在肠的不同部位脂肪酶的比活性无显著差异；牙鲆前肠中酶的比活性最高，胃中的次之，中肠、后肠中淀粉酶的比活性较低；牙鲆的胃及肠道不同部位处的纤维素酶的比活性没有显著差异。随着牙鲆的生长，蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶的比活性增强，酶的比活性减弱；其中胃和中肠内纤维素酶的比活性增强得较显著。实验8和实验9 研究了重组酵母菌对牙鲆的生长、血清中某些激素的含量、血清蛋白的含量，以及血清中溶菌酶和抗蛋白酶物质的比活性等生理指标的影响。通过投喂重组酵母菌，可以提高牙鲆血清中生长激素的含量，影响牙鲆血清中甲状腺激素和三碘甲状腺原氨酸的含量，促进牙鲆的生长，同时能够增加牙血清蛋白的含量，增强牙鲆血清中溶菌酶和抗蛋白酶物质的比活性。牙鲆体内生长激素含量的增加以及酵母菌细胞壁中的多糖成分都能够增强牙鲆的非特异性免疫能力。实验 10 对牙鲆肝脏中热激蛋白hsp70的cDNA序列进行了合成和PCR扩增。在实验条件下能够合成750bp左右的核酸序列，为进一步利用热激蛋白hsp70作为生理指标来诊断牙鲆的生理状态，以及研究热激蛋白在牙鲆抵抗外界胁迫中所发挥的作用提供了基础。

Follistatin 基因在牙鲆胚胎中的表达及其在肌肉发育中作用的研究

卵泡抑素(Follistatin)是1987年由Robertson和Ueno分别从牛和猪的卵泡液中分离出的一种富含半胱氨酸的糖基化单链多肽。FS对不同类型的细胞有广泛的调节作用，具有多方面的生物学作用。本研究克隆到牙鲆Follistatin基因，并利用RT-PCR和原位杂交对其在胚胎及成体中的表达进行了分析，并对其启动子进行了组织特异性分析。 1． Follistatin基因组全长4.3 kb左右，其中启动子区长约1 kb。与cDNA序列的比较显示该基因含有5个外显子和4个内含子，内含子和外显子的交界处严格遵守GT…AG规则。Follistatin基因编码了一个含有323个氨基酸的蛋白质前体，该蛋白质前体含有信号肽区域、N-端结构域、Follistatin结构域Ⅰ、Follistatin结构域Ⅱ、Follistatin结构域Ⅲ和C-端结构域。蛋白比较分析表明Follistatin与其他物种的Follistatin的同源性较高，其结构域保守性更高。 三级预测结果显示：在空间构型上，牙鲆Follistatin基因与斑马鱼Follistatin基因完全一致。在序列上高度保守的半胱氨酸在空间上两两相对，它们可能对维持Follistatin蛋白的空间结构起着重要的作用 2. RT-PCR方法和原位杂交方法研究Follistatin基因在牙鲆胚胎中的表达情况结果显示：Follistatin基因在受精后26 hrs开始在中胚层细胞处表达，其后在受精后28、30、32、34、36、38、40、42 hrs等时期Follistatin基因持续表达，并在体节腹部部位、头部，背部体节等部位表达。以MyoD为对照而进行的双色原位杂交结果显示：Follistatin与MyoD在胚胎的体节处表达有重叠区域，对双色原位杂交样品进行的冰冻切片实验结果显示：两个基因的表达区域交叉，互相混合，表明Follistatin基因也在肌肉前体细胞中表达，但并不在所有的前体细胞中表达，Follistatin可能在肌肉发育早期起一定的作用。成体组织中，Follitatin基因在体肾、肠、心脏、头肾、脾中有表达，而在肌肉中没有表达。 3．启动子序列分析结果表明：牙鲆启动子存在AP-1、C/EBP、SP1、USF、E47、MyoD等转录因子的潜在结合位点。显微注射结果显示：该基因启动子能够使绿色荧光蛋白表达在斑马鱼的胚胎肌肉组织中。

中国明对虾Toll样受体基因的克隆与表达分析

对虾病害在世界范围内的广泛传播，给水产养殖和沿海农村经济造成了重大损失。自1993 年对虾白斑病暴发以来，中国明对虾的养殖一直一蹶不振。引起对虾大规模死亡的原因是多方面的，其主要原因是养殖环境恶化、对虾种质退化和抗病力下降。因此，深入开展对虾免疫机制研究，并在此基础上寻找对虾疾病防治的有效方法，改良种质和培育抗病品系，已成为对虾养殖业走可持续发展之路的当务之急。 Toll 样受体（Toll-like receptors, TLRs）家族是进化保守的哺乳动物模式识别蛋白（pattern recognition receptors, PRR），在先天免疫系统中起着非常重要的作用。本研究采用同源克隆和RACE（rapid amplification of cDNA ends）技术从中国明对虾中克隆到Toll 样受体同源基因，并将其命名为FcToll。它全长4115 bp，3’UTR 包含16 个poly A 尾巴，开放阅读框编码931 个氨基酸的多肽。预测的该多肽包含典型的Toll 样受体结构，分为胞外区、跨膜区和胞内区。其中胞外区有信号肽，有16 个富含亮氨酸的重复序列eucine-rich repeats, LRR），并含有2个LRR-C 末端基序和2 个LRR-N 末端基序；跨膜区是23 个氨基酸的一次跨膜结构域；胞内区是含有139 个氨基酸的TIR 结构域（Toll/Interleukin-1R）。克隆 发现FcToll 的基因组结构包含5 个外显子和4 个内含子。系统发生分析揭示FcToll归属于“昆虫型”的无脊椎动物Toll 样受体家族。组织分布研究发现FcToll 在中国明对虾中是组成型表达的，在淋巴器官中表达量较显著。分别利用不同病原体刺激健康的中国明对虾，Real-time PCR 发现该基因在刺激后表达水平呈现不同的表达谱：灭活鳗弧菌（Vibrio anguillarum）注射后5 小时，该基因表达显著 上调；而WSSV（white spot syndrome virus）注射后该基因表达则迅速下调，感染后23 小时内其表达水平均低于对应时间点的对照组。这就表明FcToll 可能参与中国明对虾的先天免疫防御，尤其可能参与入侵弧菌的免疫应答。

The responsive expression of heat shock protein 22 gene in zhikong scallop Chlamys farreri against a bacterial challenge

HSP22 is a member of a small HSP subfamily contributing to the growth, transformation and apoptosis of the cell as well as acting as a molecular chaperone. In the present study, CfHSP22 cDNA was cloned from Chlamys farreri by the rapid amplification of cDNA ends technique. The full-length cDNA of CfHSP22 was of 1279 bp, consisting of a 5'-terminal untranslated region (5'UTR) of 122 bp, a 3'UTR of 581 bp with a canonical polyadenylation signal sequence AATAAA and a poly( A) tail, and an open reading frame of 576 bp encoding a polypeptide with a molecular mass of 22.21 kDa and a predicted isoelectric point of 9.69. There was an alpha-crystallin domain, a hallmark of the sHSP subfamily, in the C-terminus, and the deduced amino acid sequence of CfHSP22 showed high similarity to previously identified HSP22s. CfHSP22 was constitutively expressed in the haemocyte, muscle, kidney, gonad, gill, heart and hepatopancreas, and the expression level in the hepatopancreas was higher than that in the other tissues. CfHSP22 transcription was up-regulated and reached a maximal level at 12 h after the bacterial challenge, and then declined progressively to the original level at 48 h. These results suggested that CfHSP22 perhaps play a critical role in response to the bacterial challenge in haemocytes of scallop C. farreri.

Cloning, characterization, and expression analysis of extracellular copper/zinc superoxide dismutase gene from bay scallop Argopecten irradians

Extracellular superoxide dismutase (ECSOD) is a major extracellular antioxidant enzyme that protects organs from damage by reactive oxygen species (ROS). We cloned a novel ECSOD from the bay scallop Argopecten irradians (AiECSOD) by 3' and 5' RACE. The full-length cDNA of AiECSOD was 893 bp with a 657 bp open reading frame encoding 218 amino acids. The deduced amino acid sequence contained a putative signal peptide of 20 amino acids, and sequence comparison showed that AiECSOD had low degree of homology to ECSODs of other organisms. The genomic length of the AiECSOD gene was about 5276 bp containing five exons and six introns. The promoter region contained many putative transcription factor binding sites such as c-Myb, Oct-1, Sp1, Kruppel-like, c-ETS, NF kappa B, GATA-1, AP-1, and Ubx binding sites. Furthermore, tissue-specific expressions of AiECSOD and temporal expressions of AiECSOD in haemocytes of bay scallops challenged with bacteria Vibrio anguillarum were quantified using qRT-PCR. High levels of expression were detected in haemocytes, but not in gonad and mantle. The expression of AiECSOD reached the highest level at 12 h post-injection with V. anguillarum and then returned to normal between 24 h and 48 h post-injection. These results indicated that AiECSOD was an inducible protein and that it may play an important role in the immune responses against V anguillarum. Crown Copyright (C) 2008 Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Intracellular copper/zinc superoxide dismutase from bay scallop Argopecten irradians: Its gene structure, mRNA expression and recombinant protein

Superoxide dismutases are an ubiquitous family of enzymes that function to efficiently catalyze the dismutation of superoxide anions. Two unique and highly compartmentalized bay scallop Argopecten irradians superoxide dismutases: MnSOD and ecCuZnSOD, have been molecularly characterized in our previous study. To complete characterize the SOD family in A. irradians, a novel intracellular copper/zinc SOD from the A. irradians (Ai-icCuZnSOD) was obtained and characterized. The full-length cDNA of Ai-icCuZnSOD was 1047 bp with a 459 bp open reading frame encoding 152 amino acids. The genomic length of the Ai-icCuZnSOD gene was about 4279 bp containing 4 exons and 3 introns. The promoter region containing many putative transcription factor binding sites were analyzed. Furthermore, quantitative reverse transcriptase real-time PCR (qRT-PCR) analysis indicated that the highest expression of the Ai-icCuZnSOD was detected in gill and the expression profiles in hemocytes of bay scallops challenged with bacteria Vibrio anguillarum and lipopolysaccharide (LPS) were different. The result presented an increased expression after injection with LPS whereas no significant changes were observed after V. anguillarum injection. A fusion protein containing Ai-icCuZnSOD was produced in vitro. The rAi-icCuZnSOD is a stable enzyme, retaining more than 80% of its activity between 10 and 60 degrees C and keeping above 88% of its activity at pH values between 5.8 and 9. Ai-icCuZnSOD is more stable under alkaline than acidic conditions. Crown Copyright (C) 2009 Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

The manganese superoxide dismutase gene in bay scallop Argopecten irradians: Cloning, 3D modelling and mRNA expression

A novel manganese superoxide dismutase (MnSOD) was cloned from bay scallop Argopecten irradians by 3' and 5' rapid amplification of cDNA ends (RACE) PCR. The full-length cDNA of MnSOD was of 1207 bp with a 678 bp open reading frame encoding 226 amino acids. The deduced amino acid sequence contained a putative signal peptide of 26 amino acids. Sequence comparison showed that the MnSOD of A. irradians shared high identity with MnSOD in invertebrates and vertebrates, such as MnSOD from abalone Haliotis discus discus (ABG88843) and frog Xenopus laevis (AAQ63483). Furthermore, the 3D structure of bay scallop MnSOD was predicted by SWISS-MODEL Protein Modelling Server and compared with those of other MnSODs. The overall structure of bay scallop MnSOD was similar to those of zebrafish Danio rerio, fruit fly Drosophila melanogaster, Chinese shrimp Fenneropenaeus chinensis, human Homo sapiens, and had the highest similarity to scallop Mizuhopecten yessoensis and abalone H. discus discus. A quantitative real-time PCR (qRT-PCR) assay was developed to detect the mRNA expression of MnSOD in different tissues and the temporal expression in haemocytes following challenge with the bacterium Vibrio anguillarum. A higher-level of mRNA expression of MnSOD was detected in gill and mantle. The expression of MnSOD reached the highest level at 3 h post-injection with V. anguillarum and then slightly recovered from 6 to 48 h. The results indicated that bay scallop MnSOD was a constitutive and inducible protein and thus could play an important role in the immune responses against V anguillarum infection. (c) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Cloning and expression analysis of a HSP70 gene from Pacific abalone (Haliotis discus hannai)

Heat shock protein 70 (HSP70), the primary member of HSPs that are responsive of thermal stress, is found in all multicellular organisms and functions mostly as molecular chaperon. The inducible HSP70 cDNA cloned from Pacific abalone (Haliotis discus hannai) using rapid amplification of cDNA ends (RACE), was highly homologous to other HSP70 genes. The full-length cDNA of the Pacific abalone HSP70 was 2631 bp, consisting of a 5'-terminal untranslated region (UTR) of 90 bp, a 3'-terminal UTR of 573 by with a canonical polyadenylation signal sequence AATAAA and a poly (A) tail, and an open reading frame of 1968 bp. The HSP70 cDNA encoded a polypeptide of 655 amino acids with an ATPase domain of 382 amino acids, the substrate peptide binding domain of 161 amino acids and a C-terminus domain of 112 amino acids. The temporal expression of HSP70 was measured by semi-quantitative RT-PCR after heat shock and bacterial challenge. Challenge of Pacific abalone with heat shock or the pathogenic bacteria Vibrio anguillarum resulted in a dramatic increase in the expression of HSP70 mRNA level in muscle, followed by a recovery to normal level after 96 h. Unlike the muscle, the levels of HSP70 expression in gills reached the top at 12 h and maintained a relatively high level compared with the control after thermal and bacterial challenge. The upregulated mRNA expression of HSP70 in the abalone following heat shock and infection response indicates that the HSP70 gene is inducible and involved in immune response. (c) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.

青海家牦牛HIF-1α基因组织特异性表达

[目的]探究青海家牦牛HIF-1α基因组织的特异性表达。[方法]应用半定量反转录PCR和实时定量反转录PCR（SYBRGreen）技术对青海家牦牛HIF-1α基因的组织特异性表达进行检测。通过提取不同组织总RNA，经DNase I消化后，用随机引物进行反转录合成cDNA，采用特异性引物分别对HIF-1α和β-actin基因进行RT-PCR和Real Time RT-PCR扩增。[结果]结果表明，HIF-1α基因在心、肝、脾、肺、肾、脑、肌肉、睾丸组织中均有表达，其中以睾丸和脾中HIF-1α基因表达量最高，肌肉的表达量最低。[结论]该研究为进一步揭示HIF-1α在高原土著动物低氧适应过程中的分子机制有着重要的意义。

高原鼠兔ob基因的组织表达特征

ob基因编码的leptin蛋白在调节生物体能量平衡中起到重要作用。本研究应用Taqman探针real time PCR技术对高原鼠兔ob基因的组织分布进行检测。通过提取不同组织总RNA，经DNase I消化后，用随机引物进行反转录合成cDNA，采用特异性Taqman探针和引物分别对ob基因及β-actin基因进行实时定量PCR扩增，对不同组织中ob基因和β-actin基因的初始拷贝数之比进行比较。结果表明ob基因在脑、心脏、肺、肝脏、脾脏、肾脏、骨骼肌、脂肪组织中均有表达，其中以白色脂肪组织中ob基因表达量最高，其次为心脏和肺，表达量最低的是肝脏和肾脏。

马铃薯Alfin1-like锌指蛋白基因克隆与序列分析

利用紫花苜蓿盐胁迫相关锌指结构蛋白Alfin1基因cDNA序列,通过电子克隆在GenBank中对马铃薯同源EST序列进行查询比较和拼接,获得了1个含有完整编码区的cDNA序列,并通过RT-PCR成功获得了该序列.获得的全长cDNA序列中包含1个747 bp的最大读码框,编码248个氨基酸,将其命名为Stfin1.氨基酸序列分析表明存在典型的Cys4-His-Cys3锌指结构,与Alfin1一致性达93.09%.从结构分析结果推测Stfin1与Alfin1在功能上具有一定的相关性.