Ecology of aquaculture species and enhancement of stocks: proceedings of the thirtieth U.S. - Japan meeting on aquaculture, Sarasota, FL, Dec. 3-4, 2001

CONTENTS: I. U.S.-Japan Cooperation Open Ocean Aquaculture – A Venue for Cooperative Research Between the United States and Japan.............................................................................. 1 C. Helsley II. Growth, Nutrition and Genetic Diversity Daily Ration of Hatchery-Reared Japanese Flounder Paralichthys olivaceus as an Indicator of Release Place, Time and Fry Quality. In situ Direct Estimation and Possibility of New Methods by Stable Isotope............................ 7 O. Tominaga, T. Seikai, T. Tsusaki, Y. Hondo, N. Murakami, K. Nogami, Y. Tanaka and M. Tanaka Nucleic Acids and Protein Content as a Measure to Evaluate the Nutritional Condition of Japanese Flounder Paralichthys olivaceus Larvae and Juveniles........................................................................................................ 25 W. Gwak Genetic Diversity Within and Between Hatchery Strains of Flounder Paralichthys olivaceus Assessed by Means of Microsatellite and Mitochondrial DNA Sequencing Analysis...................................................................... 43 M. Sekino, M. Hara and N. Taniguchi Tracking Released Japanese Flounder Paralichthys olivaceus by Mitochondrial DNA Sequencing................................................................................ 51 T. Fujii Preliminary Aspects of Genetic Management for Pacific Threadfin Polydactylus sexfilis Stock Enhancement Research in Hawaii........................................ 55 M. Tringali, D. Ziemann and K. Stuck Enhancement of Pacific Threadfin Polydactylus sexfilis in Hawaii: Interactions Between Aquaculture and Fisheries............................................................. 75 D. Ziemann Aquaculture and Genetic Structure in the Japanese Eel Anguilla japonica..................... 87 M. Katoh and M. Kobayashi Comparative Diets and Growth of Two Scombrid Species, Chub Mackerel Scomber japonicus and Japanese Spanish Mackerel Scomberomorus niphonius, in the Central Seto Inland Sea, Japan.................................. 93 J. Shoji, M. Tanaka and Tsutomu Maehara iii Evaluating Stock Enhancement Strategies: A Multi-disciplinary Approach................... 105 T. M. Bert, R.H. McMichael, Jr., R.P. Cody, A. B. Forstchen, W. G. Halstead, K. M. Leber, J. O’Hop, C. L. Neidig, J. M. Ransier, M. D. Tringali, B. L. Winner and F. S. Kennedy III. Physiological and Ecological Applications Predation on Juvenile Chum Salmon Oncorhynchus keta by Fishes and Birds in Rivers and Coastal Oceanic Waters of Japan................................... 127 K. Nagasawa and H. Kawamura Interaction Between Cleaner and Host: The Black Porgy Cleaning Behavior of Juvenile Sharpnose Tigerfish Rhyncopelates Oxyrhynchus in the Seto Inland Sea, Western Japan............................................................................. 139 T. Shigeta, H. Usuki and K. Gushima IV. Case Studies Alaska Salmon Enhancement: A Successful Program for Hatchery and Wild Stocks............................................................................................... 149 W. Heard NMFS Involvement with Stock Enhancement as a Management Tool........................... 171 T. McIlwain Stock Enhancement Research with Anadromous and Marine Fishes in South Carolina...................................................................................... 175 T. I. J. Smith, W. E. Jenkins, M. R. Denson and M. R. Collins Comparison of Some Developmental, Nutritional, Behavioral and Health Factors Relevant to Stocking of Striped Mullet, (Mugilidae), Sheepshead (Sparidae), Common Snook (Centropomidae) and Nassau Groupers (Serranidae)........................... 191 J. W. Tucker Jr. and S. B. Kennedy Participants in the Thirtieth U.S.-Japan Meeting on Aquaculture................. Inside Back Cover iv (PDF has 204 pages.)

Falsche Fische – ein Bericht über die Schwierigkeiten der Identifizierung einer „Seezunge“

In the last years German food control laboratories have established proof of a significant number of cases of incorrectly labelled flatfish on the German market. A flatfish offered as sole (Solea vulgaris) in Southern Germany served as an example for mislabelled flatfish and for the difficulties food control laboratories may encounter and to identify products of unknown origin. Morphometric and meristic examination, as well as isoelectric focusing of sarcoplasmic proteins, PCR-based DNA-analysis failed to identify the fish. By using these methods, it only could be excluded that the fish belonged to the species of Solea vulgaris or another described flatfish species. DNA sequencing of an amplicon gave a sequence identical to a sequence in GenBank, which, however, turned out to be incorrectly assigned to Solea vulgaris. More research about characterization and identification of tropical flatfish is recommended, because of the growing importance of these fishes for the European market.

Towards in situ Single Cell Systems Biology

Systems-level studies of biological systems rely on observations taken at a resolution lower than the essential unit of biology, the cell. Recent technical advances in DNA sequencing have enabled measurements of the transcriptomes in single cells excised from their environment, but it remains a daunting technical problem to reconstruct in situ gene expression patterns from sequencing data. In this thesis I develop methods for the routine, quantitative in situ measurement of gene expression using fluorescence microscopy.

The number of molecular species that can be measured simultaneously by fluorescence microscopy is limited by the pallet of spectrally distinct fluorophores. Thus, fluorescence microscopy is traditionally limited to the simultaneous measurement of only five labeled biomolecules at a time. The two methods described in this thesis, super-resolution barcoding and temporal barcoding, represent strategies for overcoming this limitation to monitor expression of many genes in a single cell. Super-resolution barcoding employs optical super-resolution microscopy (SRM) and combinatorial labeling via-smFISH (single molecule fluorescence in situ hybridization) to uniquely label individual mRNA species with distinct barcodes resolvable at nanometer resolution. This method dramatically increases the optical space in a cell, allowing a large numbers of barcodes to be visualized simultaneously. As a proof of principle this technology was used to study the S. cerevisiae calcium stress response. The second method, sequential barcoding, reads out a temporal barcode through multiple rounds of oligonucleotide hybridization to the same mRNA. The multiplexing capacity of sequential barcoding increases exponentially with the number of rounds of hybridization, allowing over a hundred genes to be profiled in only a few rounds of hybridization.

The utility of sequential barcoding was further demonstrated by adapting this method to study gene expression in mammalian tissues. Mammalian tissues suffer both from a large amount of auto-fluorescence and light scattering, making detection of smFISH probes on mRNA difficult. An amplified single molecule detection technology, smHCR (single molecule hairpin chain reaction), was developed to allow for the quantification of mRNA in tissue. This technology is demonstrated in combination with light sheet microscopy and background reducing tissue clearing technology, enabling whole-organ sequential barcoding to monitor in situ gene expression directly in intact mammalian tissue.

The methods presented in this thesis, specifically sequential barcoding and smHCR, enable multiplexed transcriptional observations in any tissue of interest. These technologies will serve as a general platform for future transcriptomic studies of complex tissues.

Caracterização das lesões impalpáveis (lesões III E IV), e das alterações em TP53 (p53) na detecção precoce do câncer de mama

As lesões impalpáveis da mama que muitas das vezes são assintomáticas, podem corresponder à um estágio de progressão de câncer difícil de ser detectado, durante os exames de rotina de palpação da mulher. O único método possível para a descoberta dessas lesões é através dos exames de imagem da mama, de modo geral, através da mamografia, que geralmente ocorre após os 45 anos. Devido a esses fatores, lesões impalpáveis, são frequentemente, descobertas apenas quando o estágio de desenvolvimento da doença já está avançado e as intervenções terapêuticas são menos reparadoras. Com a finalidade de iniciar a caracterização de tumores impalpáveis iniciais, objetivamos analisar o perfil genético (mutação) e epigenético (metilação de região promotora) de regiões do DNA relacionadas ao gene supressor tumoral TP53, provenientes de biópsias de mulheres residentes do Estado do Rio de Janeiro. Neste trabalho, foram investigadas 34 amostras de tecido de tumor de mama, por sequenciamento de DNA, nos exons de 5 a 8 do gene TP53. Nesta região, não foi encontrada nenhuma mutação. Este resultado pode estar relacionado ao tipo inicial de lesão, de acordo com os dados radiológicos das lesões de categorias 3 e 4 da escala BIRADS. Para verificar o estado de metilação da região promotora do gene TP53, analisamos 30 pares de amostras (sangue e tumor) de pacientes com suspeita de câncer de mama, pela técnica MSP-PCR. Nenhuma amostra tumoral apresentou alteração no estado de metilação na região promotora do gene TP53, quando comparada à amostra normal. Um motivo possível para a disparidade de resultados em relação à outros trabalhos pode ter sido a utilização da técnica. A caracterização das lesões impalpáveis apenas foi iniciada neste trabalho, no qual pudemos constatar que a mutação em TP53 pode ser um evento mais tardio. Portanto, a lesão mamária, em suas diferentes formas, continuará a ser o assunto investigado por nosso grupo, ampliando o número de amostras e alcançando melhor conexão da conduta e dos métodos clínicos já existentes, com as novas possibilidades de diagnóstico via marcadores moleculares em tumores e fluidos biológicos

Distribuição e conservação dos genes que codificam as proteínas VgrG e Hcp em espécies de Aeromonas

Aeromonas spp. são bastonetes Gram negativos amplamente distribuídos nos ambientes aquáticos, com relatos de isolamento em água de abastecimento público e alimentos. Este micro-organismo possui potencial de causar doenças intestinais e extraintestinais cuja patogenicidade está associada a sua virulência multifatorial. Diversos determinantes de virulência de Aeromonas já foram identificados, incluindo sistemas de secreção de proteínas. O sistema de secreção tipo VI (SST6) é o mais recente sistema de secreção de proteínas identificado em bactérias cuja presença em estirpes no gênero Aeromonas pode implicar atividades de citotoxicidade para o hospedeiro, pois esse sistema é capaz de injetar moléculas efetoras dentro da célula, interferindo diretamente nos processos celulares. A fim de determinar a presença e analisar a distribuição dos genes hcp e vgrG codificadores das proteínas efetoras do SST6 em Aeromonas spp. o presente estudo examinou 119 cepas isoladas de diversas origens pela técnica da PCR após o desenho de oligonucleotídeos iniciadores específicos. Objetivamos ainda analisar a variabilidade genética interespecífica dos genes hcp e vgrG a partir de dados de sequenciamento. Os resultados obtidos indicaram a distribuição dos genes vgrG e hcp em 46% das cepas de Aeromonas hydrophila e Aeromonas caviae de diferentes origens. Entre as cepas de A. hydrophila a maior frequência foi observada nas cepas isoladas de humanos, onde todas foram positivas para os iniciadores que amplificaram um produto de 541 pb do gene vgrG e 418 pb do gene hcp. Entre as cepas de A. caviae, a incidência de genes vgrG e hcp foi mais elevada nas cepas isoladas de alface (60%) e peixes (50%). As cepas analisadas de origem ambiental apresentaram índice total de 36% de positividade, apresentando frequência de 60% e 22% em A. hydrophila e A. caviae, respectivamente. Os dados obtidos da análise de cepas de origem alimentar mostraram a presença dos genes vgrG e hcp em 67% (A. hydrophila) e 60% (A. caviae) das cepas isoladas de folhas de alface. Nas cepas isoladas de queijo os genes foram encontrados em 67% e 12,5% das cepas de A. hydrophila e de A. caviae, respectivamente. O alinhamento múltiplo entre as sequências dos segmentos dos genes hcp e vgrG obtidas no sequenciamento indicou grau de identidade nucleotídica de 75 a 100% entre as sequências de hcp e 80 a 100% entre as sequências de vgrG. Em conclusão, nossos resultados indicaram que os iniciadores desenhados foram capazes de detectar suas sequências alvo em cepas de A. caviae e outras espécies de Aeromonas, sugerindo a existência de homologia entre os genes nas diferentes espécies, confirmada após sequenciamento de DNA. Os dados indicaram que esses genes estão distribuídos em várias espécies de Aeromonas e em cepas isoladas de diversas fontes. Ressaltamos a prevalência de cepas de A. hydrophila PCR-positivas em isolados clínicos, sugerindo a participação do SST6 no complexo universo da virulência multifatorial que permeia esse micro-organismo

Caracterização da resistência a quinolonas em Mycobacterium abscessus subsp. bolletii e outras micobactérias de crescimento rápido relacionadas

Em diversos estados do Brasil, foram relatadas epidemias de infecções causadas por micobactérias de crescimento rápido (MCR) desde o ano 2000. A maioria dos casos foi principalmente associada ao clone BRA100 de Mycobacterium massiliense, recentemente renomeada para Mycobacterium abscessus subsp. bolletii, isolado de pacientes submetidos a procedimentos invasivos nos quais os instrumentos médicos não foram adequadamente esterilizados e/ou desinfetados. Sendo as quinolonas uma opção no tratamento de infecções por MCR e sugerida para esquemas terapêuticos para esses surtos, foram avaliadas nesse trabalho as atividades in vitro de quatro gerações de quinolonas para cepas clinicas e de referência de MCR através da microdiluição em caldo. Também foram analisadas as sequências peptídicas das regiões determinantes da resistência a quinolonas (RDRQ) das subunidades A e B da DNA gyrase (GyrA e GyrB) após o seqüenciamento de DNA seguido pela tradução da sequência de aminoácidos. Cinquenta e quatro cepas de M. abscessus subsp bolletii, incluindo o clone BRA100, isoladas em diferentes estados do Brasil, e 19 cepas de referência de MCR foram caracterizadas. Todas as 54 cepas clínicas de M. abscessus subsp. bolletii foram resistentes a todas as gerações de quinolonas e mostraram o mesmo resíduo nas RDRQ, incluindo Ala-83 em GyrA, Arg-447 e Asp-464 em GyrB, descritos como sendo responsáveis por gerar um baixo nível de resistência a quinolonas em micobactérias. Porém, outras espécies de MCR apresentaram diferentes susceptibilidade e padrões de mutações contrários aos classicamente já definidos, sugerindo que outros mecanismos de resistência, diferentes de mutações em gyrA e gyrB também possam estar envolvidos na alta resistência a quinolonas.

Variantes no gene MBL2 codificador da Lectina Ligante de Manose (MBL): implicações na leishmaniose visceral humana

A leishmaniose visceral (LV) ou calazar é uma doença endêmica, crônica, grave e de alta letalidade se não tratada. Os estudos apontam a proteína Lectina Ligante de Manose (MBL), codificada pelo gene MBL2, como uma peça-chave na imunidade inata, dada a sua função no reconhecimento microbiano, na eliminação, inflamação e morte celular. Neste trabalho realizamos um estudo do tipo caso-controle que teve como objetivo investigar a associação entre variantes no gene MBL2 e a suscetibilidade à LV em indivíduos residentes em áreas endêmicas da Ilha de São Luís-MA. A amostra foi constituída por 322 indivíduos, sendo 161 casos com LV, não aparentados, de ambos os sexos, residentes em áreas endêmicas da doença na Ilha de São Luís e 161 controles saudáveis, não infectados e não aparentados da mesma região. A identificação dos casos de LV se deu por meio do contato constante com os principais hospitais e ambulatórios de referência para a doença na cidade. Também foram feitas buscas de pacientes com LV em ambiente domiciliar, a partir de registros da FUNASA-MA. A análise molecular consistiu na genotipagem de 6 variantes localizadas na região promotora [posições -550 (C>G), -221(G>C), +4(C>T)] e codificadora [códons 52 (C>T), 54 (G>A) e 57 (G>A)] do gene MBL2, através da reação em cadeia da polimerase e sequenciamento automático. A dosagem da proteína MBL no soro foi realizada pelo teste de ELISA. Verificamos que os fenótipos MBL dependem do conjunto de alelos presentes no gene MBL2, sendo nítido o efeito que as variantes defectivas causam nos níveis da proteína. Não encontramos diferença significativa entre casos e controles em relação à distribuição dos genótipos MBL2 e dos níveis séricos de MBL. As frequências alélicas das variantes exônicas na amostra total mostram que o alelo A é o mais comum (74,8%) e que os alelos defectivos (B, C e D) se encontram principalmente em heterozigose (36,6%), o que reforça a ideia de que alelos MBL2 defectivos são mantidos na população por conferirem vantagem seletiva aos heterozigotos. Em relação aos 3 principais polimorfismos existentes na região promotora, verificamos ser a variante -221G (Y) a mais frequente (88%) seguida de +4C (P) (73%) e de -550C (L) (67%). Identificamos oito haplótipos em MBL2 num total de 644 cromossomos avaliados, em 30 combinações diferentes, sendo HYPA e LYQA os mais frequentes e HYPD e HYPB os mais raros. Todos os portadores de combinações de haplótipos homozigotos para alelos defectivos apresentaram níveis séricos de MBL indetectáveis. Os genótipos LYQA/LYQA e HYPA/HYPA apresentaram as maiores concentrações médias de MBL no soro. A combinação entre SNPs no éxon 1 e na região promotora do gene MBL2 resulta em grande variação nas concentrações de MBL em indivíduos saudáveis. Consideramos que o conjunto de dados gerados é uma contribuição valiosa que poderá ser expandida para outros cenários.

Análise da variabilidade gênica de antígenos de T. cruzi com aplicação para o diagnóstico sorológico da doença de Chagas

A doença de Chagas é uma zoonose causada pelo protozoário flagelado Trypanosoma cruzi. Estima-se que 8 milhões de pessoas estão infectadas com o T. cruzi em todo o mundo, principalmente na América Latina. Testes tradicionais de diagnóstico estão sendo gradualmente substituídos por métodos inovadores. A utilização de antígenos recombinantes foi proposta nos anos 90, e várias combinações foram testadas com soros de pacientes com diferentes formas clínicas de diferentes regiões da América Latina. Apesar do ganho em especificidade, estes testes apresentaram menor sensibilidade, frustrando expectativas. Este estudo objetivou analisar a variabilidade genética dos genes KMP11 e 1F8 que codificam antígenos comumente utilizados em diagnóstico experimental. Cepas de T. cruzi pertencentes a diferentes sub-grupos taxonômicos e de diferentes regiões foram analisadas para avaliar o impacto da variação antigênica em testes de diagnóstico. Maximizando a sensibilidade, evitar reatividade cruzada com epítopos de outros agentes patogênicos deve permitir a concepção de melhores testes rápidos. Num primeiro passo, DNA genômico foi extraído das seguintes cepas: Dm28c, Colombiana, Y, 3663, 4167, LL014 e CL Brener e foi realizada a amplificação dos genes 1F8 e KMP11 que codificam antígenos a partir destas cepas. Em seguida foram realizadas a clonagem, sequenciamento, expressão e detecção dos antígenos recombinantes. Na etapa final, análises de estruturas secundárias e terciárias, a última apenas para o antígeno 1F8, visualizaram as diferenças nas sequências de aminoácidos obtidas a partir de sequenciamento de DNA. Os resultados apresentados neste estudo mostram que o antígeno KMP11 de T. cruzi possui uma similaridade na sequência de aminoácidos muito elevada com o T. rangeli, mostrando a necessidade de um mapeamento antigênico desta proteína em todos os tripanosomatídeos que apresentaram alta similaridade com o antígeno de T. cruzi, como o T. rangeli, para verificar a presença de epítopos específicos de T. cruzi. O antígeno 1F8 pode ser uma ferramenta útil no diagnóstico da doença de Chagas e que será necessário aprofundar os conhecimentos sobre os determinantes antigênicos para futuramente elaborar poli-epítopos sintéticos adaptados de um maior número possível de antígenos, obtendo a maior especificidade e sensibilidade nos testes de diagnóstico sorológico e de teste rápido da doença de Chagas. Este estudo representa um passo crucial para a otimização de antígenos recombinantes para o diagnóstico da doença de Chagas.

Progress toward a global genealogy of common carp (Cyprinus carpio L.) strains using mitochondrial nucleotide sequences data

As part of a study of genetic variation in the Vietnamese strains of the common carp (Cyprinus carpio L.) using direct DNA sequencing of mitochondrial control and ATPase6/8 gene regions, samples from a number of other countries were analyzed for comparison. Results show that the levels of sequence divergence in common carp is low on a global scale, with the Asian carp having the highest diversity while Koi and European carp are invariant. A genealogical analysis supports a close relationship among Vietnamese, Koi, Chinese Color and, to a lesser extent, European carp. Koi carp appear to have originated from a strain of Chinese red carp. There is considerable scope to extend this research through the analysis of additional samples of carp from around the world, especially from China, in order to generate a comprehensive global genealogy of common carp strains.

Construção, clonagem e expressão do fragmento B da toxina diftérica de Corynebacterium diphtheriae (cepa PW- 8) em Mycobacterium bovis BCG sub-cepa Moreau

A vacina anti-diftérica de uso corrente no Brasil (DTP), embora de alta eficácia na prevenção da difteria, está associada com episódios de toxicidade e reatogenicidade no recipiente vacinal, resultantes de proteínas residuais derivadas do processo de produção ou detoxificação. Estratégias para o desenvolvimento de vacinas menos reatogênicas e ao mesmo tempo mais eficazes e economicamente viáveis contra a difteria têm sido alvo de intensa investigação. A alternativa proposta por nosso grupo é a utilização da vacina contra a tuberculose (Mycobacterium bovis BCG sub-cepa Moreau), como vetor do gene que codifica o fragmento B da toxina diftérica (dtb) de 58,3 kDa. Neste trabalho o dtb foi clonado no vetor micobacteriano bifuncional (pUS977) de expressão citoplasmática e os clones recombinantes (pUS977dtbPW8), após a transformação do BCG, foram testados com relação a expressão do DTB em BCG e quanto a antigenicidade frente a anticorpos policlonais anti-toxóide diftérico por Immunobloting. A integridade do gene dtb e a identidade das sequências de DNA da construção plasmidial pUS977dtbPW8 foram confirmadas por sequenciamento de DNA e análise de similaridade. A imunogenicidade do BCGr pUS977dtbPW8 expressando o DTB foi investigada em camundongos BALB/c, os resultados obtidos revelaram uma soroconversão específica (IgG). A infectividade e atividade microbicida do BCGr pUS977dtbPW8 no ambiente intracelular foi avaliada através da infecção de linhagens de células de monócitos humano (THP-1), os dados obtidos indicaram que houve sobrevivência intracelular em até 12 dias. Nesse contexto, esplenócitos dos camundongos imunizados com 30 e 60 dias foram extraídos, mostrando que o BCGr pUS977dtbPW8 persistiu até 60 dias na ausência de pressão seletiva e a viabilidade celular não sofreu alteração significativa durante o período testado. Por outro lado, o BCGr pUS977dtbPW8, quando submetido a seis sub-cultivos consecutivos in vitro não apresentou diferença significativa na capacidade de expressar o DTB, demonstrando portanto a persistência da estabilidade funcional da linhagem recombinante. A estabilidade estrutural da construção pUS977dtbPW8 também foi avaliada por PCR confirmando a presença do gene dtb em colônias do BCGr pUS977dtbPW8 . Adicionalmente, foi possível avaliar preliminarmente in vitro a capacidade soroneutralizante dos soros de camundongos imunizados com BCGr pUS977dtbPW8 após 30 e 60 dias em células VERO. A ação citotóxica da toxina diftérica entre as diluições de 1/4 e 1/16 foram neutralizadas com o pool de soros imunes com 60 dias. Finalmente, em nosso estudo foi possível avaliar o potencial da vacina BCG como vetor de expressão de um antígeno de Corynebacterium diphtheriae in vitro e in vivo.

中国都江堰地区两种林龄森林中外生菌根真菌的多样性

外生菌根是重要的菌根类群，在自然界中分布广泛。外生菌根真菌参与了生物地球化学循环，是森林生态系统中的重要组分。由于外生菌根真菌的宿主植物通常是一些生态系统的优势种和建群种，并且这些真菌还参与了许多森林生态系统的有机和无机元素循环、物种的竞争和共存、生物多样性的维持、生态系统的演替等过程，因而对外生菌根真菌的研究有助于对这些生态系统维持和演替机制的深入理解。作者在中国四川都江堰地区选择了两个不同林龄的森林，应用分子生物学方法，研究了它们的外生菌根真菌群落组成。比较分析了两种年龄亚热带森林下真菌群落的物种组成、密度和多样性的差异，并分析了外生菌根真菌群落与宿主植物群落之间的相互关系，主要研究结果如下： (1) 用分子方法(巢式PCR, RFLP和DNA测序)鉴定了87个土样中的ECM真菌。共检测到70种真菌，属于13目21科30属，其中,子囊菌门5目6科6属8种,担子菌门8目15科24属62种。在担子菌门中，革菌目、红菇目和伞菌目三个目的真菌为常见种。 (2) 成熟林的ECM真菌物种数、密度和物种多样性都显著高于幼林。 (3) 少数几种ECM真菌在群落中占绝对优势，而大多数种类的相对多度和相对频度都较低。重要值（IV）至少在一个样地中大于4.0％的真菌共有12种。成熟林中，IV大于4.0％的ECM真菌有8种，分别是：Russula sp.01，Tomentella sp.01，Tomentella sp.04，Tomentella sp.05，Boletales-01，Lactarius sp.01，Tricholomataceae-01，Leptodontidium sp.01；幼林中IV大于4.0％的真菌有6种，分别是：Lactarius quietus，Russula sp.01，Tomentella sp.01，Tomentella sp.02，Tomentella sp.03， Trechisporales-01。 (4) 成熟林与幼林中的优势属有所不同，成熟林以绵菌属和红菇属最丰富，幼林以乳菇属最丰富，其次是绵菌属和红菇属； (5) ECM真菌群落与乔木群落关系密切，ECM真菌群落物种多样性随着菌根乔木群落物种多样性的增加而增加；ECM群落密度随着非菌根乔木群落密度的增加而降低；ECM群落物种数随着非菌根乔木群落物种数的增加而降低。 (6) ECM真菌群落间的相似性与菌根乔木群落间相似性之间呈显著正相关，即，菌根乔木群落之间越相似，则菌根群落之间也越相似；ECM群落间的相似性与非菌根乔木群落间的相似性之间无相关性。

BarraCUDA – a Fast Sequence Mapping Software using Graphics Processing Units

High-throughput DNA sequencing (HTS) instruments today are capable of generating millions of sequencing reads in a short period of time, and this represents a serious challenge to current bioinformatics pipeline in processing such an enormous amount of data in a fast and economical fashion. Modern graphics cards are powerful processing units that consist of hundreds of scalar processors in parallel in order to handle the rendering of high-definition graphics in real-time. It is this computational capability that we propose to harness in order to accelerate some of the time-consuming steps in analyzing data generated by the HTS instruments. We have developed BarraCUDA, a novel sequence mapping software that utilizes the parallelism of NVIDIA CUDA graphics cards to map sequencing reads to a particular location on a reference genome. While delivering a similar mapping fidelity as other mainstream programs , BarraCUDA is a magnitude faster in mapping throughput compared to its CPU counterparts. The software is also capable of supporting multiple CUDA devices in parallel to further accelerate the mapping throughput. BarraCUDA is designed to take advantage of the parallelism of GPU to accelerate the mapping of millions of sequencing reads generated by HTS instruments. By doing this, we could, at least in part streamline the current bioinformatics pipeline such that the wider scientific community could benefit from the sequencing technology. BarraCUDA is currently available at http://seqbarracuda.sf.net

BarraCUDA - a fast short read sequence aligner using graphics processing units.

BACKGROUND: With the maturation of next-generation DNA sequencing (NGS) technologies, the throughput of DNA sequencing reads has soared to over 600 gigabases from a single instrument run. General purpose computing on graphics processing units (GPGPU), extracts the computing power from hundreds of parallel stream processors within graphics processing cores and provides a cost-effective and energy efficient alternative to traditional high-performance computing (HPC) clusters. In this article, we describe the implementation of BarraCUDA, a GPGPU sequence alignment software that is based on BWA, to accelerate the alignment of sequencing reads generated by these instruments to a reference DNA sequence. FINDINGS: Using the NVIDIA Compute Unified Device Architecture (CUDA) software development environment, we ported the most computational-intensive alignment component of BWA to GPU to take advantage of the massive parallelism. As a result, BarraCUDA offers a magnitude of performance boost in alignment throughput when compared to a CPU core while delivering the same level of alignment fidelity. The software is also capable of supporting multiple CUDA devices in parallel to further accelerate the alignment throughput. CONCLUSIONS: BarraCUDA is designed to take advantage of the parallelism of GPU to accelerate the alignment of millions of sequencing reads generated by NGS instruments. By doing this, we could, at least in part streamline the current bioinformatics pipeline such that the wider scientific community could benefit from the sequencing technology.BarraCUDA is currently available from http://seqbarracuda.sf.net.

Site-directed gene integration in transgenic zebrafish mediated by cre recombinase using a combination of mutant Lox sites

With current gene-transfer techniques in fish, insertion of DNA into the genome occurs randomly and in many instances at multiple sites. Associated position effects, copy number differences, and multiple gene interactions make gene expression experiments difficult to interpret and fish phenotype less predictable. To meet different fish engineering needs, we describe here a gene targeting model in zebrafish. At first, four target zebrafish lines, each harboring a single genomic lox71 target site, were generated by zebrafish transgenesis. The zygotes of transgenic zebrafish lines were coinjected with capped Cre mRNA and a knockin vector pZklox66RFP. Site-specific integration event happened from one target zebrafish line. In this line two integrant zebrafish were obtained from more than 80,000 targeted embryos (integrating efficiency about 10(-4) to 10(-5)) and confirmed to have a sole copy of the integrating DNA at the target genome site. Genomic polymerase chain reaction analysis and DNA sequencing verified the correct gene target events where lox71 and lox66 have accurately recombined into double mutant lox72 and wild-type loxP. Each integrant zebrafish chosen for analysis harbored the transgene rfp at the designated egfp concatenates. Although the Cre-mediated recombination is site specific, it is dependent on a randomly placed target site. That is, a genomic target cannot be preselected for integration based solely on its sequence. Conclusively, an rfp reporter gene was successfully inserted into the egfp target locus of zebrafish genome by Cre-lox-mediated recombination. This site-directed knockin system using the lox71/lox66 combination should be a promising gene-targeting platform serving various purposes in fish genetic engineering.

Characterization of complete genome sequence of the spring viremia of carp virus isolated from common carp (Cyprinus carpio) in China

The complete genome of spring viraemia of carp virus (SVCV) strain A-1 isolated from cultured common carp (Cyprinus carpio) in China was sequenced and characterized. Reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) derived clones were constructed and the DNA was sequenced. It showed that the entire genome of SVCV A-1 consists of 11,100 nucleotide base pairs, the predicted size of the viral RNA of rhabdoviruses. However, the additional insertions in bp 4633-4676 and bp 4684-4724 of SVCV A-1 were different from the other two published SVCV complete genomes. Five open reading frames (ORFs) of SVCV A-1 were identified and further confirmed by RT-PCR and DNA sequencing of their respective RT-PCR products. The 5 structural proteins encoded by the viral RNA were ordered 3'-N-P-M-G-L-5'. This is the first report of a complete genome sequence of SVCV isolated from cultured carp in China. Phylogenetic analysis indicates that SVCV A-1 is closely related to the members of the genus Vesiculovirus, family Rhabdoviridae.