摘要: 鱼类遭受低温胁迫易产生分子、细胞和组织损伤,甚至导致个体死亡。鱼类机体细胞感受到低温刺激后,通过多种应激通路将低温信号传递至细胞核,启动低温应激反应,建立新的胞内稳态,从而增强抗寒能力。低温可激活鱼类内分泌系统释放皮质醇和甲状腺素等激素,调控代谢、渗透压和免疫反应,最终引起生理和行为变化。鱼类低温应激反应受表观遗传修饰、转录和翻译、前体RNA可变剪接和蛋白质翻译后修饰等多层级的复杂调控。目前,采用多组学技术已经鉴定到大量与低温响应相关的效应基因和调控通路。研究表明,能量代谢和抗氧化应激反应在鱼类抗寒能力的建成起着重要作用。其他环境因子(如低氧和盐度)及鱼体生理状态(如饥饿和营养)也影响鱼类对低温刺激的反应和抗寒能力。鉴定抗寒相关的分子标记并解析其关联基因的作用机制对鱼类的抗寒育种具有重要意义。

摘要: 研究通过比较杂交子一代奥尼罗非鱼(Oreochromis spp.)与亲本在腹腔注射无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)后累积死亡率差异,血液生理指标、生化指标和脾脏促炎性细胞因子的表达水平变化,以深入了解奥尼罗非鱼抗病性杂种优势的生理和分子基础。结果显示:在无乳链球菌人工感染后,奥尼罗非鱼的累积死亡率显著低于亲本(P<0.05)。感染前奥尼罗非鱼的白细胞数、红细胞数和红细胞压积最高,感染后3种罗非鱼的白细胞都显著性升高(P<0.05),红细胞数、红细胞压积和血红蛋白显著性下降(P<0.05),呼吸暴发受到抑制,奥尼罗非鱼血液生理指标与父本奥利亚罗非鱼更为接近;奥尼罗非鱼在感染细菌后的血糖浓度和溶菌酶含量显著高于亲本,呼吸暴发强于亲本(P<0.05)。定量PCR结果显示感染后3种罗非鱼脾脏TNF-α、IL-1β和IL-6的mRNA表达水平都显著上升(P<0.05), 3种罗非鱼的TNF-α和IL-6都在感染后7h达到峰值,奥尼罗非鱼IL-1β在感染后48h达到峰值,尼罗罗非鱼IL-1β在感染后24—48h达到峰值,奥利亚罗非鱼IL-1β在感染后72h达到峰值;奥尼罗非鱼的TNF-α和IL-6 mRNA表达水平在感染前后都最高, IL-1βmRNA表达水平在感染前和感染后7—48h显著高于亲本(P<0.05)。研究表明杂交育种途径能显著提高鱼体的抗病力,与亲本相比,奥尼罗非鱼对无乳链球菌的侵染具有更强的防御能力;感染后3种罗非鱼促炎性细胞因子都显著升高,可能参与了宿主对细菌感染的防御,但奥尼罗非鱼的免疫应答比亲本更活跃,表现出抗病力杂种优势。

摘要: 为了研究极地鱼类双特异性磷酸酶1 (dual-specificity phosphatase 1, dusp1)基因在低温胁迫下的作用,实验采用RT-PCR技术从Trematomus bernacchii中克隆获得了编码区含有1128个核苷酸的dusp1同源基因,可编码376个氨基酸残基。将其通过同源重组的方法构建真核表达载体pcDNA3.1-dusp1并转染至人胚肾293T(HEK293T)细胞中,同时以pcDNA3.1空载质粒作为对照。使用荧光探针DCFH-DA检测了细胞活性氧(Reactive oxygen species assay, ROS)含量,采用流式细胞术检测了低温胁迫下细胞的存活率,采用Western Blot检测了P38/MAPK的磷酸化水平和RT-qPCR技术分析了半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(caspase-3)的mRNA表达水平。结果表明,伯氏肩孔南极鱼dusp1基因能在293T细胞中大量表达,并定位于细胞核;在低温胁迫下,与对照组相比,伯氏肩孔南极鱼dusp1基因的过表达能显著减少细胞ROS的含量和细胞凋亡率,并抑制促凋亡基因P38/MAPK的过度磷酸化和凋亡效应基因caspase-3的上调,减轻细胞在低温下的受损程度。研究表明伯氏肩孔南极鱼dusp1的过表达提高了293T细胞的抗寒能力,在细胞低温应激过程中具有保护功能。研究结果为探究极地鱼类低温适应性进化研究提供了新的证据,同时也为进一步探究冷胁迫下硬骨鱼类dusp1的功能奠定了基础。

摘要: 为了研究豆粕替代鱼粉对鱼类肠黏膜免疫的影响和建立缓解肠炎药物的筛选及功能性饲料添加剂的平台,研究采用固有免疫或适应性免疫细胞荧光标记的斑马鱼品系,通过50%的豆粕添加量替代鱼粉作为蛋白源,共设计了两组饲料,分别在幼鱼固有免疫或适应性免疫的发育阶段中饲喂荧光标记的斑马鱼,构建了斑马鱼豆粕诱导的肠炎模型,对构建的食源性肠炎模型进行了病理、免疫细胞及分子水平的探索。结果表明,在固有免疫方面,斑马鱼通过增加中后肠的中性粒细胞和巨噬细胞的招募、诱导巨噬细胞形态发生抗炎/促炎状态的转换(如形成免疫突触、抗炎/促炎细胞因子等),来应对食源性急性肠炎;在适应性免疫阶段,豆粕饲料促进斑马鱼中后肠淋巴细胞的聚集,包括未成熟的淋巴细胞以及成熟的T淋巴细胞,并且也可发生抗炎/促炎状态转换。从肠道组织病理来说,豆粕替代鱼粉蛋白源会造成肠黏膜损伤,结合切片HE染色显示的肠道物理屏障受到破坏的病理,目前qPCR结果可推测肠道细胞凋亡增加,肠上皮层紧密连接变弱并出现代偿性的细胞增生,同时促炎因子表达增加,免疫细胞聚集肠道,暗示免疫屏障也受损。值得一提的是,斑马鱼幼鱼的适应性免疫发育阶段,即可发生类似成鱼的肠黏膜免疫调控来应对食源性肠炎,例如通过提高调节性免疫细胞转录因子(foxp3)及效应因子(il-10、tgf-beta)来提高肠黏膜的免疫耐受。因此,研究从模式生物的角度,提供了一种快速、可视化的水产动物的食源性肠炎模型及相关功能饲料添加剂的在体研发平台。

摘要: 为研究全雄黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)、瓦式黄颡鱼(Pelteobagrus vachelli)和杂交黄颡鱼(黄颡鱼P.fulvidraco♀×瓦氏黄颡鱼P. vachelli♂)对多子小瓜虫(Ichthyophthirius multifiliis)的抗性差异,通过生物信息学分析黄颡鱼皮肤黏液蛋白质组,发现其血红蛋白源抗菌肽(HBβ-C)位于血红蛋白β链HBβ的碳端,共33个氨基酸。利用化学合成的不同浓度的HBβ-C肽段进行体外抗虫实验,研究发现其能有效杀死滋养体、包囊体和掠食体阶段的多子小瓜虫,其中15μg/mL的HBβ-C能在3min内杀死所有滋养体。基因表达量分析显示,在杂交黄颡鱼的鳃和皮肤组织中, HBβ的mRNA表达量高于全雄黄颡鱼;但在应对小瓜虫感染的过程中,全雄黄颡鱼的HBβmRNA转录水平快速提升,其表达水平和上升倍率显著高于杂交黄颡鱼。蛋白表达量分析显示,HBβ在全雄黄颡鱼鳃组织中的蛋白表达量明显高于杂交黄颡鱼。免疫荧光定位结果显示,抗菌肽HBβ-C特异地在红细胞中表达,可以分泌并附着在滋养体上。综上所述,相对于杂交黄颡鱼,全雄黄颡鱼中HBβ具有更高的翻译效率,可以更高效地应对多子小瓜虫的感染。