鱼类功能基因表达的营养调控

水产养殖从理论上分析是一个人工控制与鱼类生产性状相关基因,如生长和生长激素基因,抗性基因和优良肉质性状相关基因等的表达过程,从而使养殖鱼类获得生长快,抗性强和肉质好等综合性状.本文对上述与生产性状相关基因,以及它们的营养调控的分子生物学机理进行了总结和分析.     

肉质性状相关基因在四种鲤科鱼类肌肉组织中的表达差异研究

为了阐明肉质性状相关基因在四种鲤科鱼类中的表达差异,以齐口裂腹鱼(雅鱼,Schizothorax prenanti)、草鱼(Ctenopharyngodon idellus)、鲤鱼(Cyprinus carpio)和鲢鱼(Hypophthalmichthys molitrix)四种鲤科鱼类为研究对象,利用索式抽提法和物性测定仪测定四种鱼类背部与腹部肌内脂肪(IMF)含量和肌肉剪切力,并利用荧光定量PCR(q PCR)检测心脏型脂肪酸结合蛋白(H-FABP)、过氧化物酶体激活增殖受体γ(PPARγ)、过氧化物酶增殖剂受体γ亚型的辅激活因子1α(PGC-1α)、钙蛋白酶抑制蛋白(CAST)等肉质性状相关基因在四种鱼肌肉组织中的表达.结果显示,齐口裂腹鱼背部与腹部肌肉的IMF含量极显著高于其他鱼类(P<0.01),而肌肉剪切力均显著低于其他三种鱼类(P<0.05),PGC-1α在齐口裂腹鱼背部及腹部肌肉中表达水平最高,PPARγ和CAST在齐口裂腹鱼背部及腹部肌肉中表达水平最低.研究结果为阐明齐口裂腹鱼优良肉质形成的分子机制提供重要的参考数据.     

鳜鱼（S．Keneri）肌球蛋白重链基因cDNA的克隆及其特征分析

鳜鱼（S．Keneri）以优良肉质性状成为极具商品价值和大力推广人工养殖名贵鱼类之一．为掌握控制优良肉质性状的遗传基础,采用同源克隆RT-PCR方法,克隆出该鱼肌球蛋白重链（MYH）cDNA序列．该基因cDNA序列全长5938bp,编码区长度为5814bp,含有poly（A）信号,3’非翻译区长124bp,其开放阅读框共编码1938个氨基酸,推算蛋白质分子质量为221．6Ku．鳜MYH基因由3个结构域组成,即MYSc-type-Ⅱ,SMC-N和Myosintail1,其中MYSc-type-Ⅱ头部结构与鲤、斑马鱼同源性达90％,具高度保守性．通过DNAstar软件MegAlign构建进化树显示不同物种间该基因核苷酸编码序列同源性为77％86％,氨基酸编码序列同源性达80％-92％．采用RT-PCR方法研究MYH在不同发育阶段差异表达结果表明,MYH在肌肉效应期开始有低量表达,成鱼期和鱼苗期表达量高,而囊胚期与神经胚均未表达．由此推测MYH基因于肌肉效应期开始表达．研究结果揭示鳜鱼肌球蛋白重链基因在进化上保持与其他脊椎动物相似性和差异性,为决定名贵鱼类肉质结构基因的研究提供了分子生物学基础．     

鳜鱼(S.Keneri)肌球蛋白重链基因cDNA的克隆及其特征分析

鳜鱼(S.Keneri)以优良肉质性状成为极具商品价值和大力推广人工养殖名贵鱼类之一.为掌握控制优良肉质性状的遗传基础,采用同源克隆RT-PCR方法,克隆出该鱼肌球蛋白重链(MYH)cDNA序列.该基因cDNA序列全长5938bp,编码区长度为5814bp,含有poly(A)信号,3’非翻译区长124bp,其开放阅读框共编码1938个氨基酸,推算蛋白质分子质量为221.6Ku.鳜MYH基因由3个结构域组成,即MYSc-type-Ⅱ,SMC-N和Myosintail 1,其中MYSc-type-Ⅱ头部结构与鲤、斑马鱼同源性达90%,具高度保守性.通过DNAstar软件MegAlign构建进化树显示不同物种间该基因核苷酸编码序列同源性为77%—86%,氨基酸编码序列同源性达80%—92%.采用RT-PCR方法研究MYH在不同发育阶段差异表达结果表明,MYH在肌肉效应期开始有低量表达,成鱼期和鱼苗期表达量高,而囊胚期与神经胚均未表达.由此推测MYH基因于肌肉效应期开始表达.研究结果揭示鳜鱼肌球蛋白重链基因在进化上保持与其他脊椎动物相似性和差异性,为决定名贵鱼类肉质结构基因的研究提供了分子生物学基础.     

牛肉质性状功能基因组学研究进展

功能基因组学的研究使人们能够从分子水平上对牛肉品质进行改良,从而得到优质高档的牛肉.牛的肉质性状与牛肉的经济价值紧密相关,其主要包括嫩度、大理石花纹、多汁性等.鉴于近年来牛肉质性状相关领域的研究比较活跃,利用68篇文献对牛的主要肉质性状的QTL、SNP遗传标记、cDNA文库以及与牛肉质性状相关的基因的研究现状和进展进行了综述.     

养殖鳜鱼营养成分和血液生化指标的初步研究

鳜鱼Siniperca chuatsi(Basilenwoky)俗称桂花鱼,分类学上隶属于鲈形目(Perciform)、科(Serrmidae)[8],是原产于我国各主要江河湖泊的名贵食用鱼,具有肉质细嫩味道鲜美和高营养价值的鱼类[1].在80年代,广东省南海水产养殖场进行鳜鱼人工繁殖成功并进行推广养殖,使之成为广东的主要名贵养殖鱼类之一.随着鳜鱼养殖规模的扩大,对种苗的需求量增加.     

海水养殖鱼类抗病分子育种研究进展及前景展望

病害是限制水产养殖业可持续发展的关键因素。而我国目前尚缺乏优良的抗病养殖鱼类品种。鱼类功能基因组和分子标记技术的发展为筛选鱼类抗病相关功能基因和分子标记提供了机遇。基因转移、分子标记和基因标记等分子育种技术是培育抗病优良鱼类新品种的很有潜力的技术手段，已成为国际上的发展趋势，也是我国今后应大力发展的研究领域。本文结合笔者实验室的工作，对某些海水养殖鱼类抗病相关功能基因及抗病分子育种研究的最新进展作一综述介绍；     

不食江团不知鱼味

江团是淡水鱼类中的一种上等经济鱼类,它的特点是肉质细嫩,肉味肥美,含脂量高,鳔特别肥厚,新鲜时为银白色,干制后为名贵鱼肚,食者无不称赞,有云“不食江团,不知鱼味”,誉为鱼中珍品,常作为招待外宾和宴会席上的名贵菜肴。     

斑马鱼甘露糖结合蛋白基因的分离及生物信息学分析

甘露糖结合蛋白是动物免疫系统中的重要组分，是参与动物补体激活途径的重要分子。本研究分离鉴定了一个斑马鱼甘露糖结合蛋白基因。通过生物信息学分析和分子建模发现其与哺乳动物和原鸡的甘露糖结合蛋白有高度序列和结构的相似性。该基因的鉴定为鱼类补体系统的研究提供了有意义的信息。     

猪2号染色体MYOD1区域的RH定位和连锁定位

在已经定位的QTL区域中开展基因连锁定位是寻找候选基因的重要途径．运用比较基因组方法筛选出猪2号染色体上生长、胴体和肉质性状QTL区域中与肌肉发育相关的5个基因（MYOD1、LDHA、CSRP3、TEF-1和COPB1）,通过RH和连锁定位方法研究这5个基因的排列顺序和距离,并与人和小鼠基因的顺序进行了比较．结果表明这5个基因在猪2号染色体上的排列顺序和距离是：MYOD1（75．2cM）-LDHA（79cM）-CSRP3（83．8cM）-TEF-1（86．5cM）-COPB1（90cM）,猪与小鼠基因的顺序相同,而与人（TEF-1—COPB1-MYOD1-LDHA—CSRP3）的顺序不一致．本研究结果对于进一步开展这5个基因的功能研究奠定了基础．     

彩色胡萝卜植物学性状与品质性状的多元分析

本研究采用多样性分析、相关性分析、主成分分析及隶属函数多元分析法，探究彩色胡萝卜的表观性状、口感与内在营养品质的关联性。结果表明：肉质根尖形状与胡萝卜特殊风味相关，表皮状况、表皮色等与部分营养品质相关，说明表观可初步筛选高品质胡萝卜。主成分分析共提取到4个主成分，累计贡献率达89.291%,水分、可溶性糖、粗纤维含量和单根重可作为今后鲜食胡萝卜的评价指标。在12份胡萝卜综合分析排名中宁红2号和天紫表现优异，宁红2号的β-胡萝卜素、可溶性糖、水分含量高，口感好，适合鲜食；天紫花青素含量高，单根重最大，产量高。本研究为后续多色彩高品质鲜食胡萝卜品种表观形态鉴定及育种筛选提供前期理论参考。     

甘蓝型油菜苗光诱导花青素相关BnMYB转录因子的鉴定与分析

为了筛选并鉴定甘蓝型油菜苗光诱导花青素的相关BnMYB转录因子，本文以甘蓝型油菜GLH4为试验材料，通过对光诱导条件下甘蓝型油菜苗的叶片进行转录组分析，筛选出光诱导差异表达转录因子，经染色体定位、系统进化关系和蛋白关联分析等生物信息学分析，鉴定光诱导花青素的相关BnMYB转录因子。结果表明：转录组分析筛选出82个光诱导BnMYB转录因子，其中67个上调表达，15个下调表达；染色体定位发现，82个光诱导BnMYB转录因子分布在17条染色体和2个未知连锁群上；与拟南芥AtMYB蛋白进化分析结果表明，82个光诱导BnMYB转录因子分为17类，其中第Ⅱ类与花青素合成相关；蛋白关联分析结果表明，BnMYB75Ann和BnMYB75C03与花青素合成途径的多个关键酶关联，是甘蓝型油菜苗光诱导花青素合成的调节基因。本研究结果为探究甘蓝型油菜花青素的合成机理奠定基础。     

3个甘蔗品种（系）响应低温胁迫的转录组分析

权重基因共表达网络分析( weighted gene co-expression network analysis， WGCNA) 可通过聚类鉴定共表达的基因模块来研究生物学数据与相应性状之间的关系。为了挖掘甘蔗响应低温的特异基因，揭示甘蔗响应低温的分子调控机理，本研究以3个耐寒能力不同的甘蔗品种作为试验材料，利用转录组测序技术分析不同抗性甘蔗品种在低温胁迫（4℃）下基因表达。研究结果表明，WGCNA鉴定出13个基因共表达模块，通过相关性分析筛选到blue和yellow模块作为甘蔗抗寒机理研究的目标模块。基于blue和yellow模块中筛选关键基因，以及筛选抗寒品种中特异表达基因，最终筛选出13个基因可能与甘蔗抗寒能力密切相关，为后续选育耐寒性强的优良甘蔗新品种提供理论依据和技术支撑。     

RNA结合蛋白hnRNPK与miRNAs互作调控猪骨骼肌卫星细胞分化与骨骼肌发育的分子机理

正我校生命科学学院徐永杰博士2019年获批国家自然科学基金面上项目:RNA结合蛋白hnRNPK与miRNAs互作调控猪骨骼肌卫星细胞分化与骨骼肌发育的分子机理,项目批准号:31972537.猪肉是我国最主要的动物型蛋白食物,生产和消费量占全球的一半以上,使得猪肉产量和品质的遗传改良成了我国育种工作者最为关注的问题.猪肉相关的宏观性状,如生长速度、猪肉品质等最终由成肌细胞增殖或分化相关基因的功能所决定,深入挖掘这些基因的表达调控机制,对阐明影响猪肉生长速度、     

果蝇微管互作蛋白的大规模筛选研究

微管是一种具有极性的、管状的细胞内动态结构，是细胞骨架的重要组分.一些跟微管相关的基因发生突变时，有可能致使严重的人类疾病的发生.这些相关基因编码的蛋白即为微管互作蛋白.影响微管的基因众多，目前发现的影响微管正常组装的蛋白还只是冰山一角，仍有诸多影响微管的互作蛋白等待人类“挖掘”.我们利用已有的果蝇RNAi文库，通过UAS/Gal4系统，对部分基因进行敲减(RNAi),使基因在果蝇幼虫肌肉中特异性沉默，经过免疫染色后观察这些基因功能敲降果蝇的肌肉微管形态，以此来筛选微管互作蛋白.我们共鉴定了541个基因，筛选出微管有表型的40个.其中一些基因在线粒体、内质网、高尔基体、过氧化物酶体等细胞器中具有特定的功能.因此，我们的筛选工作不仅为构建微管相关疾病模型提供了铺垫，为微管相关疾病治疗工作提供了一定的帮助；而且对细胞结构中微管的非中心体微管组织中心探究提供了思路.     

水稻OsMDH基因的克隆及其生物信息学分析

水稻(Oryza sativa L.)OsAAP6基因是控制水稻种子蛋白质含量的主效数量性状座位(quantitative trait locus, QTL)基因，对水稻品质性状产生重要影响，而OsMDH蛋白能够与OsAAP6基因发生相互作用。利用生物信息学策略对OsMDH蛋白的理化性质、蛋白结构及功能进行预测，探究OsMDH基因的生物学功能。结果表明：水稻OsMDH基因的编码区(coding sequence, CDS)区长999 bp,编码332个氨基酸；编码蛋白为疏水蛋白且不存在信号结构，包含两个跨膜结构。通过蛋白互作分析，发现OsMDH可能与柠檬酸合酶、延胡索酸酶等发生相互作用，参与三羧酸循环过程。     

抑制铜绿假单胞菌生长的噬菌体K4基因的筛选

噬菌体基因组携带多种影响宿主菌生长的基因,是筛选新型抗菌素的可能靶位.本研究分别克隆铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)噬菌体K4携带的全部75个基因,在阿拉伯糖启动子控制下进行表达.实验结果表明,6个噬菌体基因的表达产物能够显著抑制宿主菌的生长.生物信息学分析显示,基因gp72编码的末端酶大亚基与噬菌体基因组包装过程相关,基因gp49编码假定的5′-3′核酸外切酶,其余4个基因编码产物未发现特定的蛋白结构域.利用脉冲场凝胶电泳分析宿主菌染色体DNA的完整性,在阿拉伯糖诱导5,h时,蛋白Gp17、Gp41、Gp72、Gp29和Gp49能够导致宿主菌染色体DNA的显著降解,这是抑制宿主菌生长的可能原因.蛋白Gp67对宿主菌染色体DNA没有影响,其抑制细胞生长的机制不同于其他蛋白.实验还发现,筛选基因的产物还能影响噬菌体的感染效率.本研究发现的抑制细菌生长的基因,能够为筛选新型抗菌素提供新的靶位.     

基于网络药理学预测苎麻根治疗自然流产的作用机制

为初步探究苎麻根治疗自然流产的药效成分及作用机制,本研究首先利用TCMSP及化学专业数据库等收集苎麻根的化学成分,并根据药代动力学参数筛选出苎麻根候选活性成分,然后进行苎麻根潜在蛋白靶点的预测;同时利用DiGSeE等搜索已报道的与自然流产相关的基因,将苎麻根相关基因靶点与流产相关基因靶点进行匹配,得到苎麻根活性成分治疗自然流产的潜在靶点,并对这些靶点进行通路的富集与分析,最后对苎麻根治疗自然流产的活性成分-蛋白靶点-信号通路网络进行可视化。研究初步预测苎麻根治疗自然流产的作用机制,为进一步研究苎麻根的保胎作用提供思路。     

缺血性脑卒中关键基因的筛选及治疗药物的预测

运用生物信息学方法初步筛选缺血性脑卒中（ischemic stroke,IS）相关的差异表达基因（differentially expressed genes,DEGs）和关键基因（hub genes），进而预测潜在的IS治疗药物。对正常组和双侧颈内动脉闭塞（bilateral internal carotid artery occlusion,BICAO）组的大鼠皮层进行转录组测序（RNA-sequencing,RNA-Seq），对筛选得到的DEGs进行GO和KEGG富集分析，并构建DEGs的蛋白互作网络，获得关键基因，根据关键基因预测IS相关药物。本研究共得到197个显著DEGs，这些基因主要参与代谢、神经活性配体-受体相互作用、补体和凝血级联反应、类固醇激素生物合成等途径。DEGs间有着紧密的相互关系，相互关系最为密切的基因中，ORM1、SERPINA1、GC都参加炎症、氧化应激和凋亡过程，是IS发病过程的关键基因。因此，炎症、氧化应激和凋亡在IS的发生发展中起重要作用，针对IS的关键基因如ORM1、SERPINA1、GC进行药物治疗有潜在的临床意义。     

全基因组关联研究中的遗传位点分析方法

提出多种模型方法,对高维位点数据进行分析,为基因定位和复杂疾病性状遗传等方面的研究提供新的技术支持。为了实现关联位点在基因中的定位,首先建立映射模型,对每个位点的碱基对重新编码;然后,提出将质量控制模型与关联分析模型相结合的方法,确定位点的关联程度;随后利用基于随机森林的重要性排序,筛选与该遗传疾病最相关的致病位点;最后,设计出高维RBF神经网络,得到每个位点对性状的相关性系数,探索出与疾病多类性状相关的位点。结合多种检验方式,验证所建模型能够较为准确地定位与疾病相关的位点及基因。各类模型具有极强的推广性,广泛适用于筛选占有各自权值的大样本数据。