First molluscan TNFR homologue in Zhikong scallop: Molecular characterization and expression analysis

Tumor necrosis factor receptors (TNFRs) are a superfamily of proteins characterized by the unique cysteine-rich domain (CRD) and their important roles in diverse physiological and pathological events such as inflammation, apoptosis, autoimmunity and organogenesis. The first member of the molluscan TNFR family, designated as CfTNFR, was identified from Zhikong scallop Chlamys farreri by expressed sequence tag (EST) and rapid amplification of cDNA ends (RACE) approaches. The full-length cDNA of CfTNFR was of 1334 bp, consisting of a 5' UTR of 17 bp, a 3'UTR of 69 by with a poly (A) tail, and an open reading frame (ORE) of 1248 by encoding a polypeptide of 415 amino acids with a theoretical isoelectric point of 8.33 and predicted molecular weight of 47.07 kDa. There were a signal peptide, a CRD, a transmembrane region and a death domain in the deduced amino acid sequence of CfTNFR, suggesting that it was a typical type 1 membrane protein. The high identities (22-40%) of CfTNFR with other TNFR superfamily members indicated that CfTNFR should be a member of TNFR superfamily, and moreover, it should be the first death domain-containing TNFR found in invertebrates. Phylogenetic analysis revealed that CfTNFR was closely related to TNFR-like proteins from Strongylocentrotus purpuratus, Drosophila melanogaster and Ciona intestinalis, and they formed a separate branch apart from vertebrate TNFRs. The spatial expression of CfTNFR transcripts in healthy and bacteria challenged scallops was examined by quantitative real-time PCR. CfTNFR transcripts could be detected in all tested tissues, including haemocytes, gonad, gill, mantle and hepatopancreas, and significantly up-regulated in the tissues of gonad, gill, mantle and hepatopancreas after Listonella anguillarum challenge, indicating that CfTNFR was constitutive and inducible acute-phase protein involved in immune defence. The present results suggested the existence of the TNFR-like molecules and TNF-TNFR system in low invertebrates, and provided new insights into the role of CfTNFR in scallop innate immune responses to invading microorganisms. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

cDNA cloning, characterization and expression analysis of the antioxidant enzyme gene, catalase, of Chinese shrimp Fenneropenaeus chinensis

Catalase is an important antioxidant protein that protects organisms against various oxidative stresses by eliminating hydrogen peroxide. The full-length catalase cDNA of Chinese shrimp Fenneropenaeus chinensis was cloned from the hepatopancreas using degenerate primers by the method of 3' and 5' rapid amplification of cDNA ends PCR. The cDNA sequence consists of 1892 bp with a 1560 bp open reading frame, encoding 520 amino acids with high identity to invertebrate, vertebrate and even bacterial catalases. The sequence includes the catalytic residues His71, Asn144, and Tyr354. The molecular mass of the predicted protein is 58824.04 Da with an estimated pl of 6.63. Sequence comparison showed that the deduced amino acid sequence of F. chinensis catalase shares 96%, 73%, 71% and 70% identity with that of Pacific white shrimp Litopenaeus vannamei, Abalone Haliotis discus hannai, Zhikong scallop Chlamys farreri and Human Homo sapiens, respectively. Catalase transcripts were detected in hepatopancreas, hemocytes, lymphoid organ, intestine, ovary, muscle and gill. by real-time PCR. The variation of catalase mRNA transcripts in hemocytes and hepatopancreas was also quantified by real-time PCR and the result indicated that the catalase showed up-regulated expression trends in hemocytes at 14 h and in hepatopancreas at 37 h after injection with white spot syndrome virus (WSSV). (c) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Crystal structure of the Holliday junction migration motor protein RuvB from Thermus thermophilus HB8

We report here the crystal structure of the RuvB motor protein from Thermus thermophilus HB8, which drives branch migration of the Holliday junction during homologous recombination. RuvB has a crescent-like architecture consisting of three consecutive domains, the first two of which are involved in ATP binding and hydrolysis. DNA is likely to interact with a large basic cleft, which encompasses the ATP-binding pocket and domain boundaries, whereas the junction-recognition protein RuvA may bind a flexible β-hairpin protruding from the N-terminal domain. The structures of two subunits, related by a noncrystallographic pseudo-2-fold axis, imply that conformational changes of motor protein coupled with ATP hydrolysis may reflect motility essential for its translocation around double-stranded DNA.

CD14 enhances cellular responses to endotoxin without imparting ligand-specific recognition.

Binding of the lipid A portion of bacterial lipopolysaccharide (LPS) to leukocyte CD14 activates phagocytes and initiates the septic shock syndrome. Two lipid A analogs, lipid IVA and Rhodobacter sphaeroides lipid A (RSLA), have been described as LPS-receptor antagonists when tested with human phagocytes. In contrast, lipid IVA activated murine phagocytes, whereas RSLA was an LPS antagonist. Thus, these compounds displayed a species-specific pharmacology. To determine whether the species specificity of these LPS antagonists occurred as a result of interactions with CD14, the effects of lipid IVA and RSLA were examined by using human, mouse, and hamster cell lines transfected with murine or human CD14 cDNA expression vectors. These transfectants displayed sensitivities to lipid IVA and RSLA that reflected the sensitivities of macrophages of similar genotype (species) and were independent of the source of CD14 cDNA. For example, hamster macrophages and hamster fibroblasts transfected with either mouse or human-derived CD14 cDNA responded to lipid IVA and RSLA as LPS mimetics. Similarly, lipid IVA and RSLA acted as LPS antagonists in human phagocytes and human fibrosarcoma cells transfected with either mouse or human-derived CD14 cDNA. Therefore, the target of these LPS antagonists, which is encoded in the genomes of these cells, is distinct from CD14. Although the expression of CD14 is required for macrophage-like sensitivity to LPS, CD14 cannot discriminate between the lipid A moieties of these agents. We hypothesize that the target of the LPS antagonists is a lipid A recognition protein which functions as a signaling receptor that is triggered after interaction with CD14-bound LPS.

Drosophila melanogaster mounts a unique immune response to the rhabdovirus Sigma virus

Rhabdoviruses are important pathogens of humans, livestock, and plants that are often vectored by insects. Rhabdovirus particles have a characteristic bullet shape with a lipid envelope and surface-exposed transmembrane glycoproteins. Sigma virus (SIGMAV) is a member of the Rhabdoviridae and is a naturally occurring disease agent of Drosophila melanogaster. The infection is maintained in Drosophila populations through vertical transmission via germ cells. We report here the nature of the Drosophila innate immune response to SIGMAV infection as revealed by quantitative reverse transcription-PCR analysis of differentially expressed genes identified by microarray analysis. We have also compared and contrasted the immune response of the host with respect to two nonenveloped viruses, Drosophila C virus (DCV) and Drosophila X virus (DXV). We determined that SIGMAV infection upregulates expression of the peptidoglycan receptor protein genes PGRP-SB1 and PGRP-SD and the antimicrobial peptide (AMP) genes Diptericin-A, Attacin-A, Attacin-B, Cecropin-A1, and Drosocin. SIGMAV infection did not induce PGRP-SA and the AMP genes Drosomycin-B, Metchnikowin, and Defensin that are upregulated in DCV and/or DXV infections. Expression levels of the Toll and Imd signaling cascade genes are not significantly altered by SIGMAV infection. These results highlight shared and unique aspects of the Drosophila immune response to the three viruses and may shed light on the nature of the interaction with the host and the evolution of these associations.

Characterization and application of monoclonal antibodies against turbot (Scophthalmus maximus) rhabdovirus

Five monoclonal antibodies (mAbs), 1G8, 1H9, 2D2, 2D3, and 2F5, against Scophthalmus maximus rhabdovirus (SMRV) were prepared. Characterization of the mAbs included indirect enzyme-linked immunosorbent assay, isotyping, viral inhibition assay, immunofluorescence staining of virus-infected cell cultures, and Western blot analysis. Isotyping revealed that 1G8 and 1H9 were of the IgG2b subclass and that the other three were IgM. 2D2, 2D3, and 2F5 partially inhibited SMRV infection in epithelioma. papulosum cyprinid (EPC) cell culture. Western blotting showed that all five mAbs could react with two SMRV proteins with molecular masses of approximately 30 kDa (P) and 26 kDa (M). These two proteins were localized within the cytoplasm of SMRV-infected EPC cells by immunofluorescence assay. Also, progressive foci of viral replication in cell cultures were monitored from 6 to 24 h, using mAb 2D3 as the primary antibody. A flow cytometry procedure was used to detect and quantify SMRV-infected (0.01 PFU/cell) EPC cells with mAb 2D3, and 10.8% of cells could be distinguished as infected 36 h postinfection. Moreover, mAb 2D3 was successfully applied for the detection of viral antigen in cryosections from flounder tissues by immunohistochemistry tests.

贝藻混养系统中贝类食物来源的定量分析

应用稳定碳、氮同位素比值法和脂肪酸标志分析法，较为系统地研究了贝藻混养系统中滤食性贝类的食物来源，评估了大型藻类对混养系统及滤食性贝类的物质贡献。主要研究结果如下： 1.综述了典型生态系统中大型藻类和滤食性贝类各自的生态学地位和作用，大型藻类与滤食性贝类不仅在水体营养盐方面存在互利关系，二者在物质循环与收支方面同样具有耦合性，大型藻类提供的颗粒态有机质可以为滤食性贝类提供饵料来源。 2.总结了稳定同位素比值法和脂肪酸标志法在海洋生态系统食物来源及食物网分析中的应用，并建立了两种方法的具体操作规程。 3.分析了栉孔扇贝Chlamys farreri和海带Laminaria japonica混养系统中海带碎屑形成及释放不同阶段的生态学特征，评估了碎屑对扇贝的饵料贡献。海带在6周内释放了自身约27％的碳；碎屑形成及释放过程中C:N比值显著下降，同时伴随着旺盛的细菌降解，碎屑中也发现有大量硅藻类和原生动物存在。稳定同位素分析证实海带碎屑是混养期间扇贝的主要食物来源。 4.查明了春季胶州湾潮间带自然分布的长牡蛎Crassostrea gigas、紫贻贝Mytilus galloprovincialis和湾内浅海筏式养殖栉孔扇贝的可能食物来源。湾内栉孔扇贝饵料组成中浮游硅藻类为最主要部分，同时混杂有陆源有机质和细菌类物质；潮间带自然生长的牡蛎和贻贝饵料组成中，浮游植物占86.2-89.0％，种类组成中除硅藻外还包括一定比例的金藻和甲藻类；潮间带繁盛的孔石莼Ulva pertusa藻床为两种贝类提供了8.7-11.0％的补充食物来源。 5.揭示了桑沟湾贝藻混养海区春、夏季栉孔扇贝饵料来源组成情况及其季节变化，评估了海带养殖区碎屑碳量季节变化及海带来源碳对扇贝组织碳的贡献。结果表明，湾内贝藻混养区碎屑碳量为75.52-265.19 μg l-1，其在水体总颗粒态有机碳中的比例为25.6-73.8％。海带来源碎屑碳对栉孔扇贝组织碳的贡献比例为14.1-42.8％，且与水体碎屑碳比例的季节变化存在极显著相关性(F=0.992, P=0.004)。5月份湾外海带养殖区水体碎屑碳量为110.12-144.71 μg l-1，显著高于湾内无海带区（75.52 μg l-1），湾外养殖的扇贝组织中海带来源碳比例为22.0-24.1％，显著高于湾内单养区扇贝（9.6％）。估算结果表明，桑沟湾每年收获的6967吨（总湿重）栉孔扇贝中，海带提供了约57.1吨碳，换算为海带干物质为219.6吨。脂肪酸标志分析结果表明，2月份至8月份硅藻类在扇贝饵料组成中比例逐渐下降，而细菌类比例逐渐升高。整个采样期间，EPA/DHA比例较低，说明扇贝饵料组成中可能包括高DHA含量的组分。

栉孔扇贝对急性病毒性坏死症病毒的生理和免疫应答

栉孔扇贝（Chlamys farreri）是我国北方重要养殖扇贝种类，在海湾扇贝和虾夷扇贝引进以前，其年产量占我国扇贝总产量的80%。但自1997 年以来，我国北方大部分养殖区连续发生养殖栉孔扇贝大批死亡事件，严重影响和损害了栉孔扇贝养殖业的发展。我国栉孔扇贝大规模死亡是多种因素综合作用的结果。大致可分为生物因素与非生物因素：非生物的因素有夏季水温过高、养殖密度过高、养殖环境退化等。生物因素有流行性病原生物的侵害和扇贝种质的退化等。其中，急性病毒性坏死症（Acute Viral Necrobiotic Disease, AVND）病毒造成栉孔扇贝大规模死亡现象的研究已经开展。本研究通过生理学、免疫学技术和手段研究栉孔扇贝对急性病毒性坏死症病毒的生理和免疫应答，以期更好的了解栉孔扇贝对这一病毒的防御机制，为扇贝病害防治提供资料。 本研究对不同温度下栉孔扇贝感染AVND 病毒后的耗氧率和排氨率进行了测定。结果显示，在17℃下，病毒组和注射生理盐水组栉孔扇贝的耗氧率逐渐升高，但两者无显著差异；方差分析显示，各组间排氨率的变化无显著差异。在25℃下，栉孔扇贝闭壳肌注射AVND 病毒和注射生理盐水组栉孔扇贝的耗氧率逐渐升高，在12 小时取得最大值，对照组则变化不大。方差分析显示，注射病毒组与注射生理盐水组和对照组之间有显著差异（P<0.05）。同时，对栉孔扇贝感染AVND 病毒的致病剂量进行了研究，在25℃水温下，栉孔扇贝肌肉注射感染AVND 病毒后，只有150 μl 组表现出明显患病症状并在第三天开始出现死亡现象，注射50、100 μl 组则无明显症状；17℃下栉孔扇贝感染AVND 病毒后无明显患病症状，表明AVND 病毒对栉孔扇贝的感染致病具有剂量和温度依赖性。 对于25℃水温下栉孔扇贝感染AVND 病毒后血清中相关免疫酶类活力变化进行了测定。栉孔扇贝感染AVND 病毒后血清中SOD 的活性逐渐升高，在48小时达到最大值，方差分析显示不同时间点之间的SOD 活性有显著差异（P<0.05），在48 小时，病毒组和生理盐水组间的SOD 活性有显著差异（P<0.05），在其它时间点无显著差异。酸性磷酸酶（ACP）的活力在感染病毒2 小时后升高，在12 小时下降，然后又升高，在48 小时达到最大值。方差分析显示不同时间点之间的ACP 活性有显著差异（P<0.05），在2 小时和48 小时，病毒组和生理盐水组间的ACP 活性有显著差异（P<0.05）。碱性磷酸酶（AKP）的活力变化趋势与ACP 相同，在24 小时达到最大值。方差分析显示不同时间点之间的AKP 活性有显著差异（P<0.05）。在2 小时、12 小时、24 小时病毒组和生理盐水组间有显著差异（P<0.05）。栉孔扇贝酚氧化酶的活性最大值在48 小时，但与生理盐水对照组之间无显著差异。溶菌酶（Lysozyme）活性在病毒组和生理盐水对照组间无显著差异，病毒组最大值在2 小时取得，对照组在24 小时取得。结果表明栉孔扇贝通过升高或调节自身免疫相关蛋白酶类合成应对AVND 病毒侵染。 采用荧光实时定量PCR 技术，对栉孔扇贝感染AVND 病毒后免疫相关基因的时空表达规律进行了研究。水温17℃下，栉孔扇贝肌肉注射感染AVND 病毒后超氧化物歧化酶（SOD）基因mRNA 的表达量逐渐上升，在注射后24 小时达到最大值，约为空白对照组的1.8 倍，方差分析显示，病毒组SOD 的表达量不同时间点之间有显著变化（P<0.05）；但与生理盐水对照组相比较，病毒组SOD表达量无显著差异。在水温25℃下SOD 基因mRNA 的表达量逐渐上升，在注射后6 小时达到最大值，约为对照组的1.5 倍，空白对照组的2.2 倍。病毒组SOD的表达量不同时间点之间有显著差异（P<0.05）；在感染后2、6、12、24 小时病毒组SOD 表达量比对照组有显著升高（P<0.05）。溶菌酶基因在肝胰脏中的表达升高，在6 小时达到最大值，约为生理盐水对照组的1.5 倍，空白对照组的2.7倍，在48 小时取得最小值（低于空白对照组）。病毒感染后不同时间之间溶菌酶基因表达有显著差异（P<0.05），感染后6、24 和48 小时病毒组溶菌酶基因表达比对照组有显著升高（P<0.05）。在AVND 病毒感染后6 小时，在肝胰脏、性腺、肌肉、鳃中溶菌酶mRNA 量急剧增加，分别达到了空白对照组的4.7 倍、3.8 倍、13.43 倍和25.15 倍。方差分析显示在不同组织部位的表达有显著差异（P<0.05）。表明AVND 病毒感染后栉孔扇贝免疫相关基因的表达具有时序性和组织部位特异性。

中国北方海域扇贝产品质量的比较研究

由于局部养殖环境质量恶化和病害频发的困扰，严重影响了我国扇贝养殖产量、质量和出口创汇。针对扇贝养殖面临产品质量不高等问题，系统评估我国扇贝产品质量十分必要。本文以我国北方海域海湾扇贝Argopecten irradians和栉孔扇贝Chlamys farreri为研究对象，较为系统地研究了大连湾、秦皇岛、莱州湾、烟台、威海、胶州湾、胶南等七海域扇贝质量，包括营养品质、重金属富集、麻痹性贝毒污染三个方面。 研究结果表明，栉孔扇贝的蛋白质营养优于海湾扇贝，而脂类营养则低于海湾扇贝，海湾扇贝在不同海域的主成分分析可以看出，地理位置接近的海域营养状况比较相似，各海域的综合营养品质依次为：莱州湾＞烟台＞大连湾＞秦皇岛＞威海＞胶州湾＞胶南； 重金属含量存在组织差异性，贝边的含量总是高于贝柱，取自同一海域的栉孔扇贝的重金属含量高于海湾扇贝，六种重金属的平均含量排序为：Zn＞Cu＞Cd＞As＞Pb＞Hg，部分海域扇贝Cd和Zn有超标现象，两种重金属分别超标1.41～17.28倍和1.24～1.59倍，Hg、Pb、As和Cu均未超标； 用小白鼠生物测试法对扇贝内脏团、贝柱和其他组织的贝毒含量进行测定，结果仅在秦皇岛和大连湾海湾扇贝的内脏团中检测出麻痹性贝毒，其毒力分别为2.17 Mu•g -1和2.48 Mu•g -1，未超过食用安全标准（4 Mu•g -1），其他海域的样品均未检测到麻痹性贝毒的存在。

栉孔扇贝抗鳗弧菌感染性状候选基因的多态性研究

栉孔扇贝（Chlamys farreri）是我国北方地区主要的养殖贝类之一，曾为沿海各省带来巨大的经济效益。但自1997年以来，陆续爆发的病害问题给扇贝养殖业造成了巨大的经济损失，严重影响了该产业的健康发展。目前认为培育抗病性强的扇贝优良品种是解决病害问题的根本途径。由于传统的育种方法费时费力，无法满足对良种的迫切需求，因此有必要通过分子手段加快抗病品种的培育步伐。标记辅助育种（marker assisted selection，MAS）是成功应用于动物育种中的分子手段之一，但由于缺乏与抗病性状相关的标记，MAS目前还无法在软体动物中得到应用。因此，寻找与抗病性状相关的分子标记是在软体动物中发展MAS的关键。 本研究利用鳗弧菌（Listonella anguillarum）对栉孔扇贝进行攻毒感染实验，初步得到敏感群体和抗病群体后采用PCR、PCR-RFLP、Bi-PASA PCR等方法研究了CfLysG、CfC1qDC和CfLITAF基因多态性及其与栉孔扇贝对鳗弧菌抗性的关系。 研究发现，栉孔扇贝CfLysG的基因序列中共有104个单核苷酸多态性（SNP）位点和29个插入/缺失（I/D）多态性位点。有17个多态性位点位于启动子区域，选择其中的-753 I/D、-391A/G和-284I/D多态性进行检测，发现这三个位点的基因型在敏感群体和抗病群体中的分布均符合Hardy-Weinberg平衡（P>0.05）。其中-753 ID基因型和-284 ID基因在抗病群体中的频率高于在敏感群体中的频率，但两者之间无显著性差异（P>0.05）。-391 AG基因型在抗病群体中的频率显著高于敏感群体（P=0.007），表明-391 AG基因型与栉孔扇贝对鳗弧菌的抗性显著相关。为验证这一相关性，对-391位点不同基因型的扇贝进行攻毒感染实验。统计发现，具有-391 AA基因型的扇贝累计死亡率显著高于具有-391 AG基因型的扇贝（P=0.001），进一步证实了CfLysG基因-391 AG基因型与栉孔扇贝对鳗弧菌的抗性显著相关。CfLysG基因的外显子共有3处SNP，其中仅第三外显子上的+3473 A/C为非同义突变。统计分析表明，+3473位点不同基因型在敏感群体中的分布频率符合Hardy-Weinberg平衡（P>0.05），而在抗病群体中则偏离Hardy-Weinberg平衡（P<0.01）。+3473 AA基因型在抗病群体中的频率显著高于在敏感群体中的频率（P=0.022），表明+3473 AA基因型与栉孔扇贝对鳗弧菌的抗性显著相关。CfLysG基因第1内含子存在+96 I/D和+487 I/D两处大片段的I/D多态性。统计发现，这两个位点的基因型在敏感群体和抗病群体中的分布频率均符合Hardy-Weinberg 平衡（P>0.05）。其中+96 DD基因型和+487 ID基因型在抗病群体中的频率均略高于在敏感群体中的频率，但两者之间无显著性差异（P>0.05）。表明这两个位点的多态性与栉孔扇贝对鳗弧菌的抗性无显著相关性。对CfLysG基因各多态性位点的统计分析表明，各位点之间存在不同程度的连锁不平衡，提示有单体型的存在。对19种频率>1%的单体型在敏感群体及抗病群体中的频率进行分析，发现-753 I/-391 G/-284 I/+96 I/+487 D/+3473 A单体型在抗病群体中的频率显著高于敏感群体（P=0.044），表明该单体型与栉孔扇贝对鳗弧菌的抗性显著相关。 在栉孔扇贝CfC1qDC基因cDNA序列上共发现14处SNP。对+423 T/C多态性与栉孔扇贝对鳗弧菌抗性的关系进行了分析。统计发现，+423位点各基因型在敏感群体和抗病群体中的分布均符合Hardy-Weinberg平衡（P>0.05）。+423 TT基因型在抗病群体中的频率显著高于在敏感群体中的频率（P=0.005），表明+423 TT基因型与栉孔扇贝对鳗弧菌的抗性显著相关。 在栉孔扇贝CfLITAF基因cDNA序列中共发现3处SNP及1处I/D多态性。对+145 I/D多态性进行研究，发现所有敏感个体及抗病个体中均同时存在+145 位点所有等位基因，表明+145位点多态性与栉孔扇贝对鳗弧菌的抗性不相关。 以上研究表明，栉孔扇贝CfLysG基因-391 AG基因型、+3473 AA基因型、-753 I/-391 G/-284 I/+96 I/+487 D/+3473 A单体型以及CfC1qDC基因+423 TT基因型与栉孔扇贝对鳗弧菌的抗性显著相关，提示它们可作为与栉孔扇贝抗病相关的候选分子标记应用于贝类抗病育种中，为贝类的标记辅助育种提供参考。此外，抗病相关分子标记的发现还有利于加深对扇贝发病机理的理解，并有助于发掘预防及治疗贝类疾病的新方法。

栉孔扇贝与海湾扇贝免疫学比较研究

扇贝是我国重要的海水养殖品种，但自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，而且直接威胁到现有产业的生存和发展。引起扇贝大规模死亡原因是多方面的，其主要原因是病原滋生、养殖环境恶化和种质衰退。因此，深入研究扇贝免疫防御机制，探讨提高机体抗病力的有效途径和方法，改良种质和培育抗病品系，促进我国扇贝养殖业的健康、可持续发展。本文通过比较栉孔扇贝和海湾扇贝正常状态和重金属污染胁迫下相关免疫指标的变化及HSP70和HSP90在重金属胁迫后表达规律，以期更好的了解贝类的防御机制，为扇贝病害防治提供资料。 本研究采用流式细胞仪技术对栉孔扇贝和海湾扇贝血细胞死亡率、细胞吞噬率和呼吸爆发进行了测定，发现正常状态下两种扇贝的细胞死亡率相差不大，呼吸爆发的基础值相差也不大，而海湾扇贝细胞吞噬率显著高于栉孔扇贝。在血淋巴和肝胰腺中，海湾扇贝SOD、ACP酶活性均显著高于栉孔扇贝；海湾扇贝的MDA含量也高于栉孔扇贝，但差异不显著。鳗弧菌感染实验发现，海湾扇贝累积死亡率远低于栉孔扇贝。上述结果表明，海湾扇贝对细菌等异物的吞噬和杀灭能力以及机体自身的抗氧化能力高于栉孔扇贝，这为海湾扇贝比栉孔扇贝具有更高的抗逆性提供了证据。 不同浓度Pb2+刺激后，海湾扇贝血细胞的死亡率明显低于栉孔扇贝。海湾扇贝细胞吞噬率和呼吸爆发均高于栉孔扇贝。对两种扇贝体液免疫指标的测定发现，海湾扇贝的SOD、ACP活性和MDA含量均高于栉孔扇贝。结果表明，在Pb2+刺激下两种扇贝都处于重金属氧化胁迫下，其免疫系统均受到了影响，但相同剂量的Pb2+对两种扇贝的毒害程度不同，海湾扇贝受到的影响要低于栉孔扇贝。 采用同源克隆和cDNA 末端快速扩增（RACE）技术，从海湾扇贝血淋巴中克隆到了热休克蛋白90（AiHSP90）基因。AiHSP90的cDNA序列全长为2669bp，其中5' 非编码区（UTR）为90bp，3' UTR为44bp，开放阅读框（Open Reading Frame, ORF）包括2175bp，2524-2528位AATAA为推测的AiHSP90基因的 mRNA 多聚腺苷酸加尾信号（Polyadenylation Signal）。开放阅读框编码724个氨基酸残基，推测的理论分子量为83.08 kDa，等电点为4.81。 利用荧光实时定量PCR 技术检测了AiHSP90基因在革兰氏阴性菌鳗弧菌和革兰氏阳性菌藤黄微球菌感染后不同时间点相对于β-actin基因的表达。在鳗弧菌和藤黄微球菌刺激后，除72h外AiHSP90均上调表达，在9h其mRNA表达达到最大值，分别约为空白组的6.8倍和3倍；随后随着时间的推移，其表达下降，在48h恢复到接近空白组的水平；到72h时降到最低点。鳗弧菌对AiHSP90的诱导比藤黄微球菌要高，这也反映出鳗弧菌对海湾扇贝有更强的毒力，诱导的HSP90表达也更强。本研究首次揭示出在软体动物中HSP90在细菌感染条件下的表达情况，结果表明海湾扇贝AiHSP90参与了机体对细菌感染的应答。 采用荧光实时定量PCR技术，对栉孔扇贝和海湾扇贝在不同浓度、不同种类重金属胁迫后HSP70和HSP90基因表达规律进行了比较。结果显示，镉和铅对栉孔扇贝处理10天后即诱导HSP70以较高水平表达，20天后镉处理组HSP70恢复到与对照接近的水平，而在铅处理组也呈现出下降的趋势。而海湾扇贝HSP70基因表达与栉孔扇贝恰好相反，处理20天后其HSP70表达才出现较高水平。铜离子处理对诱导两种扇贝HSP70的影响相似，对栉孔扇贝HSP70的诱导强度更大。对于同一种重金属，不同的浓度诱导的HSP70表达也各不相同。而对于HSP90，海湾扇贝在受到三种重金属刺激后HSP90的表达量均高于栉孔扇贝，而且长时间的刺激（20天）诱导了更高的HSP90基因表达。不同的浓度的同一种重金属离子诱导的HSP90表达也各不相同。这些结果表明，在重金属胁迫下HSP70以及HSP90在栉孔扇贝和海湾扇贝中均表现出不同的应答方式。结合前面海湾扇贝抗逆性较强的综合结果，两种扇贝热休克蛋白基因表达的比较提示我们栉孔扇贝HSP70的激烈反应预示着抗逆能力的不足，而海湾扇贝HSP90的高表达却预示着更强的抗逆能力，有待于更多应激实验如热刺激、病原刺激等的进一步验证。

海州湾前三岛海域栉孔扇贝生态增养殖原理与关键技术

以海州湾前三岛周围海域为研究地点，开展了栉孔扇贝岛屿生态增养殖理论和关键技术研究。调查了海区的地理、水文、水化学环境以及饵料供应能力；现场测定了栉孔扇贝的滤水率，根据扇贝实际生长情况结合水动力学因子评估了该海域的养殖容量；监测了不同养殖模式情况下栉孔扇贝的存活、生长以及污损生物附着情况；利用免疫学指标揭示了各种养殖方式下栉孔扇贝的健康状态；研究了不同水温、扇贝规格对敌害生物捕食的影响；优化了该海域栉孔扇贝的养殖模式和关键技术。主要研究结果如下： 1．查明了前三岛海域理化环境、生物资源等现状。前三岛海域水质优良，生物资源丰富，虽然饵料浓度相对较低，但是该海域海流畅通，水交换条件好，较高的流速可以弥补饵料浓度的不足，适合开展栉孔扇贝增养殖。由于各项理化因子随着时间和水深的变化而发生变化，必须根据实际情况，对养殖模式等进行相应调整，才能获得更高经济和生态效益。 2．较为系统地研究了前三岛海域深水筏式养殖栉孔扇贝生理生态学特征，评估了养殖容量。周年监测了海域的环境因子和栉孔扇贝的生长情况，利用生物沉积法，现场研究了各时期扇贝的滤食作用。结果表明：该海域养殖栉孔扇贝在当年秋、冬季和次年春季生长迅速，夏季生长相对缓慢，周年平均软组织生长速度为11.29 mg/d，平均干贝壳生长速度为48.84 mg/d，扇贝能够于次年年初达到商品规格（6cm）。不同时期栉孔扇贝的滤水率之间差异显著，滤水率随水温的升高和扇贝规格的增大而增加。利用改进的Incze等（1981）的养殖容量模型，评估了该海域养殖容量，结果表明：在现有条件下，各时期沿着海流方向适养区域长度分别为：4.0，4.6，4.7，5.1，4.5和3.2 km，平均为4.35 km。 3．揭示了不同养殖水层栉孔扇贝存活、生长以及免疫指标特征。于2007年夏、秋高温季节监测了5个不同水层（2, 5, 10, 15, 与 20 m）筏式养殖栉孔扇贝的存活、生长以及免疫指标特征。研究表明各水层栉孔扇贝成活率差异显著，其中15 m（78.0%）和20 m（86.7%）成活率要明显高于2 m（62.9%），5 m（60.8%），和10 m（66.8%）；夏季（7~9月）各水层壳高生长速度有较大差异，其中10m （205.0 μm/d）与20 m（236.9 μm/d）要显著高于2，5，和15 m，而秋季（9~11月份）20m生长速度最低，5m水层（262.9 μm/d）要显著高于其他水层；不同水层扇贝软组织生长情况与壳的生长情况类似；扇贝血淋巴SOD活性随着水深的加深而增大，15 和 20 m 养殖的栉孔扇贝ACP活性要高于其他水层，这表明深水养殖栉孔扇贝健康状态要优于浅水层。 4．比较研究了筏式和底播两种养殖方式情况下栉孔扇贝的存活、生长以及免疫指标的周年变化。结果表明夏季栉孔扇贝的生长、免疫酶活性要低于其他季节，扇贝死亡也基本集中于夏季高温季节。除了2008年春季壳高以外，筏式养殖栉孔扇贝的生长、免疫酶活性都要高于底播养殖。实验结束时筏式养殖的成活率（54.6 ± 12.3 %）要显著地低于底播养殖（86.8 ± 3.5 %）。由此可见，在夏季高温季节采取底播养殖提高成活率，然后转为筏式养殖以提高生长速度，这样可以获得更高的产量。 5．研究了日本蟳和多棘海盘车对栉孔扇贝的捕食机制。现场研究表明，成年日本蟳可以捕食壳高小于5.0 cm的栉孔扇贝，捕食强度随着水温的升高而增大，而壳高大于5.9 cm的栉孔扇贝则可以免遭日本蟳的捕食；与栉孔扇贝相比，日本蟳更倾向于捕食贻贝；室内模拟研究表明水温低于10 ℃时，日本蟳对大规格扇贝的捕食作用不明显。相同温度条件下，室内实验日本蟳的捕食强度要低于现场，但其温度系数（Q10）差别不大。室内试验表明多棘海盘车对栉孔扇贝也有很强的捕食作用。提出了提高底播栉孔扇贝成活率的方法，即选择大规格的扇贝在水温较低的秋、冬季进行底播。

山东沿海养殖栉孔扇贝大批死亡原因的初步研究

栉孔扇贝（Chlamysfarreri）是中国北方三种主要养殖扇贝中唯一的土著扇贝科种类,在中国主要分布在黄海北部和渤海海峡,过去一直是中国干贝的产出贝.该研究主要从养殖密度、病原、遗传三方面入手,研究和探讨造成养殖栉孔扇贝大批死亡的原因.2000年5月～9月,按高、中、低三种密度在山东胶南、蓬莱、烟台筏式挂养栉孔扇贝苗,分别在大规模死亡前、死亡高峰时和死亡后统计死亡率分别样本.对死亡期间的瞬时生长率研究发现,随着时间的推移,栉孔扇贝壳高增长率趋于减小,而扇贝全湿重的增长率却在T0-T1时间段呈现一个高峰,说明栉孔扇贝在大规模死亡前经历过一个块速增重的阶段.采用7条随机引物,对大连野生野体、韩国野生群体、中国日本杂交群体在胶南、蓬莱放养采样得到的养殖群体,总共5群体140个个体的全基因组DNA进行RAPD扩增,共扩增出37条谱带,其中30条具有多态性.

栉孔扇贝核心组蛋白的基因结构及H2A抗菌活性的研究

栉孔扇贝是我国传统的海水养殖品种，但自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。目前，虽然针对扇贝养殖环境、病原以及养殖技术等方面开展了大量的研究工作，提出了许多防病治病的措施，并取得了一定的成效。但由于引起养殖扇贝病害的病原和发病原因的多样性，大量使用抗菌素和农药后造成病原微生物抗药性的提高以及对环境造成的严重破坏，贝类养殖业要摆脱病害的困扰，必须开辟新的疾病防治途径。 从扇贝自身的免疫防御因子入手，筛选和克隆参与免疫防御的功能基因，尤其是一些新颖的具有抗菌活性的分子，对于深入探讨扇贝的免疫防御机制，指导扇贝的遗传改良和抗病品系的培育具有重要的意义；另一方面，可对抗菌效应物实现重组表达，开发新型的病害预防治疗制剂，取代目前普遍使用的抗生素和化学药物。抗菌效应物是机体在免疫应答过程中产生的多肽类物质，对侵入生物体内的细菌、病毒具有很强的免疫杀灭作用，对抗菌效应物的研究有助于深入了解机体先天性免疫防御的机制。 本研究在同源克隆策略的基础上，从利用构建的Genome Walking 文库中克隆到了栉孔扇贝核心组蛋白群的全长序列，该串联重复序列全长5671bp，包括各一个拷贝的组蛋白H4, H2B, H2A 和 H3。所有的核心组蛋白在3’侧翼序列均具有与其在细胞周期进化模式相关的特征结构，即两个不同的终止信号：发卡结构和至少一个多聚腺苷酸信号序列（AATAAA）。在5’区域的起始密码子上游37–45 bp处的保守的CAP位点（5’-PyCATTCPu-3’）存在于除H2B外的每一个基因中；规则的TATA 和CAAT元件也在核心组蛋白群中的个别的基因中找到。在H2B 和H2A基因的启动子区域，对于定位转录起始位点非常重要的元件（5’-GATCC-3’）也相对保守； 在H2B启动子区域存在着与其特征序列（5’-GGAATAAACGTATTC-3’）相似性很高的序列结构5’-GGATCGAAACGTTC-3’。增强子序列只发现存在于H4 和 H3基因中，其序列结构与组蛋白增强子序列(5’-TGATATATG-3’)基本匹配。在组蛋白基因群中存在着一些保守的序列和重复结构表明组蛋白基因的进化是采取“生与死的进化模 式”并伴随着强的纯化选择压力，使得该基因群变异较少以保持其基本功能。同时，利用18S rRNA做参照，探讨了H2A 和H2B作为分子系统进化分析的潜在分子标记，表明组蛋白H2A 和H2B可以作为分子系统进化分析得候选分子，它们在区分近缘种的分辨率上表现出了更高的灵敏度。该研究结果为进一步定性软体动物组蛋白重复单位提供了基础。 在脊椎动物中，组蛋白H2A通过特异性剪切其N末端产生新颖的抗菌肽的形式来参与宿主的免疫应答反应，在软体动物中是否存在同样的机制还未有研究报道。本研究利用上述克隆的H2A基因研究了其在病原胁迫下的表达变化规律并对其N末端39aa进行了重组表达和抗菌活性分析，以期为开发和利用软体动物的新颖的抗菌肽提供理论依据。半定量RT-PCR发现血细胞中H2A 的mRNA 在微生物感染前后的表达量没有任何显著的变化，表明H2A本身并不直接参与对病原的清除过程或者说病原微生物并不能诱导H2A的表达。因此，我们推测该基因可能象脊椎动物一样以前体形式存在，经剪切后参与宿主的免疫应答过程，为此我们研究了H2A的N末端的抗菌活性。通过将与脊椎动物buforin I同源的H2A的N末端39aa克隆到毕赤酵母表达载体pPIC9K实现了该基因N末端的重组表达。抑菌实验表明，重组产物具有广谱的抗菌活性，其对供试的革兰氏阳性菌藤黄微球菌表现出显著的抗菌活性，而对革兰氏阴性菌（鳗弧菌、亮弧菌）的抑菌活性则相对较弱；此外，重组产物对毕赤酵母GS115也表现出一定的杀菌活性，证明其具有抗真菌活性。上述研究结果证明组蛋白H2A的N末端是一种潜在的抗菌肽，但该抗菌肽是否参与机体的免疫应答过程需要进一步的深入研究。

栉孔扇贝CfLITAF基因的克隆与表达分析

关于无脊椎动物中是否存在细胞因子一直都存在着异议。从细胞因子本身入手，运用细胞生物学和免疫学手段，已经在软体动物、节肢动物和棘皮动物等无脊椎动物中证实了高等动物细胞因子样活性物质的存在，然而利用分子生物学手段至今没有得到任何核苷酸或蛋白序列信息，而从与细胞因子相关的分子如调控其表达的转录因子入手来研究无脊椎动物中的细胞因子样物质的存在，或许会得到意想不到的惊喜。 最近从人的单核细胞系THP-1中分离纯化出一种新型的转录因子，它可以被LPS诱导表达，产生的蛋白在TNF-α的表达过程中起着非常重要的作用，因而命名为LPS-induced TNF-α factor（LITAF）。随后该基因在小鼠和鸡中也被克隆分离出来，其编码的蛋白已经证实在TNF-α的表达过程中起着不可或缺的作用。迄今为止，在无脊椎动物中还没有相关同源基因的报道。 本研究采用大规模EST测序方法，结合锚定PCR技术从栉孔扇贝体内克隆到了高等动物LITAF基因的同源基因CfLITAF的全长cDNA序列。该cDNA全长为1240bp，其中5' 非编码区（UTR）为112 bp；开放阅读框（Open Reading Frame, ORF）包括450 bp，编码149个氨基酸残基，该多肽的理论分子量为16.08 kDa，等电点为6.77；3' UTR为678bp，包含一个poly A尾巴。SMART结构域预测发现CfLITAF蛋白含有一个保守的LITAF结构域。实时定量PCR检测CfLITAF基因在栉孔扇贝主要免疫器官中的表达分布情况，发现在所检测的六种组织血细胞、外套膜、肌肉、心、腮、性腺中均能检测到CfLITAF基因转录本的不同丰度的表达。血淋巴和肌肉中的表达量相差不大，而在心、外套膜、腮和性腺中的表达量要高于血淋巴和肌肉中的表达量，分别是血中表达量的2.45、2.82、9.23和24.93倍。 为了验证其表达量是否会受到LPS的诱导，利用QRT-PCR（quantitative real time PCR）检测了CfLITAF基因在受到LPS和PGN刺激后在血细胞中的表达规律。结果如下：在LPS刺激后3h，CfLITAF的表达量显著上调，达到了原初水平的1.5倍，随着时间的延长，其表达量逐渐恢复到刺激前水平；在用PGN刺激血细胞后的9个小时内均没有检测到CfLITAF基因mRNA表达量的显著变化。实验中所用血细胞为同一批原代培养的栉孔扇贝血淋巴细胞，细胞活力通过台盼蓝拒染实验测定。 CfLITAF基因的克隆与表达分析，不仅为进一步认识栉孔扇贝的免疫防御机制提供了实验参考，更重要的是为无脊椎动物中细胞因子样物质的研究提供了一个分子水平上的线索，为无脊椎动物中细胞因子样物质的研究奠定了理论基础。