摘要:

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摘要:本研究旨在从南极磷虾中筛选克隆获得胰白蛋酶基因(EsTRY), 构建重组表达载体 EsTRY-pCold-SUMO, 在大肠杆菌中实现高效异源表达, 研究该酶对邻苯二甲酸酯类化合物(PAEs)的降解活性。南极磷虾胰蛋白酶(EsTRY) 的基因长 1350 bp, 编码 449 个氨基酸, 理论分子量(MW)为 47040.35 Da, 理论等电点(pI)为 4.90。结构分析表明, EsTRY 含有典型的催化三联体(Asp/Glu-Ser-His)及一个底物特异性结合位点, 属于丝氨酸蛋白酶家族。EsTRY 的酯酶活性达到 18973 U/mL, 比酶活为 5802.15 U/mg。最适反应温度为 25 ℃, 最适 pH 为 7.0。酶催化降解实验表明, EsTRY 对 PAEs 有较强的降解能力, 15 min 内分别降解 13.2%、34.4%、63.5%、48.9%的 1 mmol/L DMP、DEP、 DPRP、DBP; 5 h 内降解率分别达到 39.4%、62.7%、86.8%、98.7%。本研究发现 EsTRY 对 PAEs 具有降解活性, 为塑化剂污染的生物治理提供了新的潜在工具, 同时也为南极磷虾的高效利用与高值开发提供了科学依据。

摘要:为了解巢湖中刀鲚(Coilia nasus)的生境履历并追溯其出生起源。利用电子探针微区分析技术(EMPA)分析了 2022 年 7 月 25 日采自巢湖的 9 尾刀鲚(Coilia nasus)成鱼个体的矢耳石中锶和钙微化学特征。并进一步利用激光剥蚀连接多接收电感耦合等离子体质谱(LA-MC-ICP-MS)技术分析了其中 5 尾成鱼矢耳石的锶同位素( ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)特征。 研究发现, 巢湖中采集的 9 尾刀鲚个体中 7 尾的耳石 Sr/Ca 值从核心到边缘均低于 3, 显示为淡水生活史个体。此外, 22CH03 个体 Sr/Ca 值短暂高于 3, 但个体的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 值稳定地处于 0.71053 附近, 显示其为淡水生活史个体。 另有 1 尾个体 22CH07 的耳石具有 Sr/Ca 值的剧烈波动, 在核心附近的低 Sr/Ca 值区之后升高, 达到 5.37±0.57; 最后在边缘降至低于 3, 显示其出生于淡水, 生长于河口及近海, 后又上溯到淡水的洄游生活史。22CH07 耳石 ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 值最初处于 0.71451 的高值, 其区域与低 Sr/Ca 值区域对应, 87Sr/86Sr 值高于巢湖及其支流, 与鄱阳湖接近, 据此推测其为鄱阳湖起源的个体; 之后降低到 0.70945 附近, 与高 Sr/Ca 值区域对应, 表明其迁移到河口等半咸水生境生活; 边缘降低到 0.71079, 与巢湖背景 ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 值接近。以上结果表明巢湖中存在溯河洄游型刀鲚个体, 且推测其来自鄱阳湖, 提示巢湖仍具有一定的江湖连通性。另外, 鉴于本研究较小的样本量, 尚需进一步调查巢湖中是否存在巢湖出生并返回巢湖繁殖的溯河洄游型刀鲚种群。

摘要:淡水定居型刀鲚(Coilia nasus taihuensis)又称为湖鲚, 终生生活在淡水湖泊中, 不需要进行江海洄游也能完成整个生活史过程。栖息生境的差异及长期的地理分割, 使得湖鲚与洄游型刀鲚(Coilia nasus)选择了不同的环境适应性进化机制。由于目前缺乏湖鲚的基因组信息, 与其环境适应相关的遗传机制缺乏系统研究。本研究以太湖的定居型个体为实验对象, 通过 Pacific Biosciences (PacBio) high-fidelity (HiFi)测序数据组装得到高质量基因组骨架, 利用 Hi-C 测序数据实现基因组染色体水平的组装, 结合 Nanopore 测序数据进行基因组补洞, 最终获得完整的、无间隙的湖鲚参考基因组。湖鲚基因组大小约为 834.09 Mb, contig N50 高达 35.45 Mb, 挂载到 24 条染色体上, 挂载率为 99.83%。基因组组装质量评估显示, BUSCO (Benchmarking Universal Single-Copy Orthologs)评估值为 91.90%, 表明基因组组装完整性较高。基因组注释特征显示, 基因组重复序列总长度为 382.39 Mb, 占基因组的 45.85%, 基因结构注释共鉴定 21730 个蛋白编码基因, 其中 21666 个基因(99.71%)被功能注释。基因组共线性结果显示, 刀鲚和湖鲚之间具有极高的基因组共线性比率(96.95%), 共鉴定到 48852 个共线性区块, 表明两者之间遗传关系密切。 本研究为后续刀鲚适应性机制研究提供素材, 为深入开展湖鲚群体遗传学研究提供重要的基因组资源。

摘要:青田田鱼(Cyprinus carpio var. qingtianensis)作为青田稻鱼共生系统的核心元素, 其早期发育尚缺乏系统研究, 限制了对其早期生物学过程的深入理解。本研究利用转录组测序技术, 对青田田鱼从原肠期(TS1)、6 肌节期 (TS2)、眼色素期(TS3)、孵化(TS4)、孵化后 12 h (TS5)、孵化后 24 h (TS6)进行了转录组测序。差异表达分析共鉴定出 31153 个差异表达转录本。GO 和 KEGG 富集分析表明, TS2vsTS1 阶段的差异表达基因主要富集于核酸代谢和细胞周期相关通路, 表明胚胎从囊胚期向体节形成过渡时细胞增殖活跃; TS3vsTS2 中, 上调基因显著参与骨骼肌形成和有氧代谢过程, 提示肌肉和能量代谢系统开始建立; TS4vsTS3 中, 心肌收缩、神经发育及感知功能相关通路显著激活, 反映出从器官形成到孵化前的功能完善过程; TS5vsTS4 与 TS6vsTS5 阶段的差异基因相对较少, 主要涉及应激响应及免疫功能, 表明孵化后转向环境适应阶段。研究发现, 青田田鱼在早期发育中采用“先构架、后加速”策略, 在合子基因激活后, 母源因子仍持续调控发育。能量代谢方面, 青田田鱼通过降低氧化磷酸化并激活 HIF-1 信号适应稻田低氧环境。在 cluster6 中鉴定出 16 个与编码 HCE 表达相关的转录本, 其中除一个未被注释外, 其余均对应于 hce1 和 hce2 基因, 表明青田田鱼的孵化过程可能主要依赖于高卵壳裂解酶(high choriolytic enzyme, HCE)的作用。本研究为理解青田田鱼早期发育的分子机制提供了重要数据支持, 揭示了其在稻田生态系统中的独特发育特征, 并为进一步探索其调控机制奠定了基础。

摘要:为探究肝细胞核因子 4 (hepatocyte nuclear factor 4, HNF4)在中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)的脂质代谢及长链多不饱和脂肪酸(long-chain polyunsaturated fatty acid, LC-PUFA)生物合成中的调控作用，本研究使用 RACE 技术克隆中华绒螯蟹 Hnf4 基因, qPCR 检测 Hnf4 基因在多个组织中的表达情况, 并通过 RNA 干扰、添加其抑制剂和激动剂处理后分析脂质代谢相关基因的表达变化。结果显示, 中华绒螯蟹 Hnf4 基因全长 3554 bp, 其中 5ʹ非编码区长度为 569 bp, 3ʹ非编码区为 1179 bp, 开放阅读框为 1806 bp, 编码 601 个氨基酸。HNF4 蛋白总平均亲疏水性为‒0.177, 推测 HNF4 蛋白为亲水性蛋白。同源性分析发现中华绒螯蟹 HNF4 与克氏原螯虾(Procambarus clarkii)、拟穴青蟹 (Scylla paramamosain)、三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)等虾蟹类具有较高的序列同一性和氨基酸同源性, 且在系统进化树中与拟穴青蟹和三疣梭子蟹 HNF4 聚为一支。qPCR 结果显示, Hnf4 在多个组织中均有表达, 但在肝胰腺中表达量最高。使用 dsRNA 干扰 Hnf4 基因的表达后, 中华绒螯蟹肝胰腺中 Fas、Scd、Fad6、Fad9 以及 Elovl4 基因的表达显著降低, Hsl 基因表达显著上调(P＜0.05); 注射抑制剂 BI-6015 与 RNA 干扰结果相似, 而注射激动剂 Benfluorex 得到了相反的结果, 这提示 Hnf4 基因对中华绒螯蟹的脂质代谢及 LC-PUFA 生物合成调控有一定作用。 上述研究结果可以为进一步探究 HNF4 的生物特异性作用及其对中华绒螯蟹脂质代谢等生理调控机制提供参考。

摘要:大鳍鳠(Hemibagrus macropterus)是我国重要的特色经济养殖鱼类, 为加强对养殖大鳍鳠亲鱼的性腺发育调控, 本研究采用形态测量法、组织学和酶联免疫吸附法, 探讨了人工养殖条件下大鳍鳠雌性亲鱼卵巢发育及性类固醇激素含量的周年变化。结果表明, 大鳍鳠雌性亲鱼性腺指数(GSI)在 5 月达到峰值(12.16±0.67)%, 标志其进入繁殖期; 8 月 GSI 显著下降至(0.89±0.24)%, 卵巢开始退化; 从 11 月的(0.57±0.03)%至次年 2 月的(0.82±0.05)%, 大鳍鳠 GSI 值无显著变化(P＞0.05)。大鳍鳠亲鱼卵巢内卵母细胞类型根据形态学特征可分为 6 个时相, 即卵原细胞时期 (I)、卵母细胞初始生长期(II)、皮层小泡期(III)、卵黄生成期(IV)、成熟期(V)、退化期(VI)。根据卵巢内各时相卵母细胞的占比可将其卵巢周年发育分为启动发育期(11 月)、繁殖前期(2 月)、繁殖期(5 月)、退化期(8 月)。性类固醇激素含量测定结果显示, 大鳍鳠雌性亲鱼血清中雌二醇(E2)含量在 5 月升至峰值(301.15 pg/mL), 随后显著下降; 血清中 11-酮基睾酮(11-KT)含量则在 8 月最高(135.00 pg/mL), 且与其他月份差异显著(P＜0.05)。以上结果表明, 养殖雌性大鳍鳠全年 GSI 只有一个峰值, 为一次产卵类型, 5 月进入繁殖期; 血清中的性类固醇激素水平与大鳍鳠卵巢发育阶段紧密相关, 可作为评估养殖大鳍鳠卵巢发育状况的重要指标。本研究结果可为深入研究大鳍鳠亲本的繁殖调控以及提高人工繁殖效率提供参考。

摘要:刺参(Apostichopus japonicus)出皮率为刺参体壁占总体重的比例, 是刺参重要的经济性状和判别刺参品质的重要指标。为了探究刺参出皮率的遗传调控机制, 为良种选育提供科学依据, 本研究以同一养殖环境下的同一批次养殖刺参群体为基础, 对 250 个随机选择个体进行出皮率测定, 筛选出高出皮率(H 组)和低出皮率(L 组)刺参各 25 头, 基于全基因组重测序和选择消除分析, 筛选与出皮率相关的受选择区域, 挖掘出皮率相关基因和关键通路, 进一步确定出皮率相关 SNP 位点和优势基因型。全基因组重测序共得到 7398410 个高质量的 SNP, 群体遗传结构分析表明两组间遗传结构无明显分化。基于 Fst 和 Pi 的选择消除分析分别筛选出高出皮率组和低出皮率组 524 个和 484 个受选择区域, 分别注释得到 214 个和 193 个候选功能基因。通路富集分析得到 1199 个预测 GO 类目和 44 个 KEGG 代谢通路, 从其中获得与出皮率差异相关的 4 个显著差异富集通路: 代谢途径(metabolic pathways)、脂肪酸伸长(fatty acid elongation)、脂肪酸代谢(fatty acid metabolism)和黏蛋白 O-聚糖生物合成(mucin type O-glycan biosynthesis)。通过功能基因检索分析筛选出 ELP2、TPRA1、G2E3、TIE1、DOCK1 5 个可能与高出皮率相关的功能基因, 进一步筛选出在这 5 个相关基因内与出皮率相关的 28 个 SNP 位点, 并获得了 4 个与高出皮率相关的优势基因型。上述研究结果为探究刺参出皮率遗传调控机制提供了基础数据, 也为高出皮率刺参优良品种培育和分子标记辅助育种技术建立奠定基础。

摘要:为探究碳酸盐碱暴露下 α-酮戊二酸(α-ketoglutarate, AKG)对鲫(Carassius auratus)抗氧化酶、消化酶活性和肠道菌群的调控机制, 本研究结合生化分析与 16S rRNA 测序技术, 设计了 5 个实验组: 淡水组(C 组)、两种盐碱暴露组(20 mmol/L NaHCO₃, T 组; 40 mmol/L NaHCO₃, F 组), 以及两种 AKG 调控组(20 mmol/L NaHCO₃, TA 组; 40 mmol/L NaHCO₃, FA 组)。研究结果表明, 随着碳酸盐碱浓度的增加, 超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT) 的活性显著降低, 丙二醛(MDA)含量显著升高。此外, 鲫肠道的消化酶(淀粉酶 AMS、胰蛋白酶 CHY、脂肪酶 LPS) 活性亦出现不同程度的下降。外源补充 AKG 后, 鲫肠道的抗氧化酶和消化酶活性得到了显著恢复, 丙二醛(MDA) 含量显著降低。与 C 组相比, T 组和 F 组的变形菌门(Proteobacteria)丰度显著增加, 而厚壁菌门(Firmicutes)的丰度显著下降; T 组和 F 组的优势菌属分别为鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)和希瓦氏菌属(Shewanellaceae)。然而, 在 AKG 调控组(TA 组和 FA 组)中, 变形菌门(Proteobacteria)丰度大幅下降, 厚壁菌门(Firmicutes)的丰度上升, TA 组的优势菌属转为芽孢杆菌属(Bacillus), 而 FA 组的优势菌属仍然为希瓦氏菌属(Shewanellaceae)。综上所述, 本研究发现碳酸盐碱暴露导致了鲫肠道氧化应激反应, 并削弱了肠道菌群中有益菌的丰度; 补充 AKG 能够通过增强抗氧化酶和消化酶活性, 调节肠道有益菌群的组成, 有效缓解碳酸盐型盐碱生境对鲫的毒性作用。本研究为鱼类适应盐碱水环境所需的肠道修复型营养功能饲料的精准调控与创制提供了理论和数据支撑, 为提高盐碱水资源的利用效率开拓了新的实践思路。

摘要:为探究不同生长环境下冷水鱼肌肉品质存在的差异及其原因, 以马苏大麻哈鱼(Oncorhynchus masou)为研究对象, 采集洄游型和陆封型三倍体、选育和非选育马苏大麻哈鱼的背部肌肉, 分别从表观特性、质构特性、营养成分和组学特征进行比较分析。结果显示, 马苏大麻哈鱼陆封型三倍体组的破裂力、胶粘性、系水力显著高于洄游型、选育和非选育组(P＜0.05); 三倍体组的黏附力、剪切力和内聚性显著低于洄游型、选育和非选育组(P＜0.05); 三倍体组的 pH 显著低于选育和非选育组(P＜0.05); 洄游型的硬度显著高于非选育组(P＜0.05)。三倍体组的肌肉红度显著高于洄游型、选育和非选育组(P＜0.05)。马苏大麻哈鱼肌肉粗脂肪和水分含量三倍体组显著高于洄游型、选育和非选育组(P＜0.05); 肌肉粗蛋白和粗灰分含量洄游型显著高于陆封型的三倍体、选育和非选育组(P＜0.05)。洄游型马苏大麻哈鱼肌肉总氨基酸、总必需氨基酸和总鲜味氨基酸含量显著高于陆封型(P＜0.05), 且各组之间均差异显著(P＜0.05)。陆封型马苏大麻哈鱼肌肉中饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸总含量显著高于洄游型 (P＜0.05), 且三倍体组最高; 肌肉中二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)含量三倍体组显著高于洄游型、选育和非选育组(P＜0.05)。陆封型马苏大麻哈鱼肌肉肌纤维直径显著高于洄游型(P＜0.05)。研究结果表明: 陆封型马苏大麻哈鱼三倍体肌肉中蛋白质和氨基酸含量略低于洄游型, 但陆封型三倍体在肌肉质构、色泽、脂肪酸组成和肌纤维结构优于洄游型和其他养殖群体。本研究结果为冷水鱼的品种选育优化、差异化养殖、功能性饲料开发提供了科学依据。

摘要:为了解不同障碍物所形成的复杂水流环境对鱼类游泳能力的影响, 以青鱼(Mylopharyngodon piceus)、中华倒刺鲃(Spinibarbus sinensis)和长鳍吻鮈(Rhinogobio ventralis)幼鱼为对象, 通过在游泳水槽中放置圆形、方形和半圆形柱状障碍物, 研究 3 种幼鱼的临界游泳速度及感应流速差异。结果表明, 青鱼幼鱼在半圆形障碍物影响下临界游泳速度与无障碍物组无显著性差异(P＞0.05), 在圆形和方形障碍物影响下临界游泳速度显著降低(P＜0.05), 绝对临界游泳速度(U^a _crit)分别降低了 36.3%和 15.6%, 相对临界游泳速度(U^r _crit)分别降低了 34.9%和 15.3%; 中华倒刺鲃幼鱼在方形障碍物下 U^r crit 为(15.20±0.84) BL/s, 相较于对照组[U^r _crit=(17.42±0.55) BL/s]降低了 12.7% (P＜0.05); 长鳍吻鮈幼鱼在 3 种障碍物影响下的临界游泳速度均显著低于无障碍物组(P＜0.05), 其中圆形障碍物组影响最为显著, U^a _crit 和 U^r crit 为(62.83±7.52) cm/s 和(8.17± 0.73) BL/s。青鱼、中华倒刺鲃幼鱼感应流速在无障碍物和不同形式障碍物下均无显著性差异(P＞0.05), 长鳍吻鮈幼鱼感应流速在圆形和方形障碍物影响下差异显著(P＜0.05), 3 种幼鱼绝对感应流速(U^a _ind)范围为 1.60~5.20 cm/s, 相对感应流速(U^r _ind)范围为 0.17~0.62 BL/s。在相同障碍物环境中, 中华倒刺鲃 U^r crit 和 U^r _ind 均显著高于青鱼和长鳍吻鮈。3 种实验鱼临界游泳速度均大于感应流速。研究发现, 障碍物对鱼类的临界游泳能力具有显著影响, 而对幼鱼感应流速的影响仅在种类间表现出显著性差异。结果可为鱼类栖息场所和鱼道设计提供参考。