悬浮物对褐牙鲆抗氧化酶活性及相关基因表达的影响

为探究褐牙鲆(Paralichthys olivaceus)幼鱼抗氧化系统酶活力及相关基因表达在悬浮物胁迫下的变化情况,设计了浓度为5 000、10 000 mg·L-1悬浮物水体对褐牙鲆(14.53 cm±1.58 cm)肌肉、肝脏、鳃及血液总超氧化物歧化酶(T-SOD)、谷胱甘肽转移酶(GST)、过氧化氢酶(CAT)酶活力及SOD2、GST、CAT的mRNA转录水平表达变化情况。结果显示:在悬浮物胁迫24 h或者48 h时,4种组织3种酶活力具有升高的趋势(P0.05);4种组织的T-SOD酶活力在96 h均高于对照组(P0.05),肌肉、鳃丝及血液中SOD2基因相对表达量96 h实验组低于对照组(P0.05);肌肉中CAT酶活力呈现先升高再降低趋势,鳃中CAT基因相对表达量呈现先降低、再升高、再降低的趋势;肝脏、鳃、血液中GST酶活力在悬浮物胁迫下呈现升高趋势,4种组织GST基因相对表达量在12~24 h时呈现升高趋势。研究表明:悬浮物对褐牙鲆抗氧化酶活力及相关基因的表达具有一定的影响,血液中3种酶活力变化幅度最大,鳃中3种基因相对表达水平变化幅度最大,这与血液及鳃参与呼吸作用过程有关;抗氧化酶活性及基因相对表达变化趋势并不完全一致。本研究可为揭示褐牙鲆应对悬浮物胁迫的耐受机制及褐牙鲆耐悬浮物品种选育提供基础数据。     

近江牡蛎4种类型GST基因cDNA全序列的克隆与分析

为从分子水平上研究不同类型谷胱甘肽S-转移酶(Glutathione S-transferase,GST)基因在近江牡蛎(Crassostrea ariakensis)等贝类体内代谢去毒过程中的作用,采用RT-PCR及RACE法,分离、克隆得到近江牡蛎肝脏4种类型GST基因cDNA全序列.序列分析结果表明,mu、pi、omega、sigma4种类型GST基因cDNA全长分别为970bp、773bp、999bp、1277bp,分别编码215、207、242、203个氨基酸.构建系统进化树发现,除太平洋牡蛎(Crassostrea gigas)pi型GST外,所有类型GSTs序列都能各自聚集成一簇.     

薇甘菊颈盲蝽谷胱甘肽S-转移酶PmGSTd1基因克隆及表达分析

薇甘菊颈盲蝽(Pachypeltis micranthus)是入侵植物——薇甘菊(Mikania micrantha)的重要天敌昆虫,专食薇甘菊。谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)是一种多功能蛋白,在代谢有毒化合物的过程中起着重要作用,探明其在不同部位的表达情况,可为深入研究其在薇甘菊颈盲蝽与寄主互作中的作用奠定基础。采用RACE技术克隆薇甘菊颈盲蝽GST基因,实时荧光定量PCR检测其在不同部位的表达情况。结果表明,Pm GSTd1基因全长977 bp,共编码240个氨基酸,理论分子量为27.28 kDa,N端1-18号氨基酸为信号肽,与温带臭虫(Cimex lectularius)GST基因的亲缘关系最近。该基因在雌、雄虫的各部位均有表达,且皆表现为足部表达量明显高于其他部位;雄虫各部位的表达量(残体除外)均显著高于雌虫,雄虫翅膀、触角、足部、残体中的表达量分别是雌虫相应部位的4.49倍、2.11倍、1.68、1.33倍。雌虫触角和残体中PmGSTd1的表达量基本相同,翅膀中的表达量显著低于其他部位;雄虫触角与翅膀中的表达水平基本相同,残体中的表达水平显著低于其他部位。薇甘菊颈盲蝽PmGSTd1是属于GST Delta家族的分泌蛋白,此基因功能可能包括代谢食物源毒素、降解气味分子及飞翔肌的结构蛋白。     

重金属胁迫下河蚬内脏中GST mRNA表达及酶活性分析

采用RACE技术克隆河蚬(Corbicula fluminea)谷胱甘肽-S-转移酶(glutathione S-transferase,GST)基因全长序列,利用DNAMAN 6.0软件序列进行比对,Smart分析保守域和功能位点,SignalIP 4.0预测分析该基因信号肽,MEGA 5.0绘制系统进化树,利用荧光定量PCR和酶活性技术检测Cd~(2+)、Cu~(2+)和Pb~(2+)胁迫后GST在河蚬肝胰腺中的表达特征,为河蚬内脏GST mRNA和酶生物标志物评价指标的建立提供参考。结果表明,GST基因全长952 bp(GenBank登录号:KX211963),编码一个由217个氨基酸组成的多肽,理论等电点PI为5.98,分子量为25.169kD。氨基酸序列中含有GST基因家族特有的GST-N结构域和GST-C结构域,系统进化分析表明,河蚬GST基因与菲律宾帘蛤(Rudiraps philippinarum)同源性最高,为90.32%。重金属胁迫结果显示:GST mRNA表达量和酶活性均高于相同时间点的对照组,并随着胁迫时间的延长呈先升高后降低趋势,每个实验组峰值出现时间略有差异,且峰值结果均显著高于相应的对照组(P0.05)。Cd~(2+)胁迫后GST mRNA表达和酶活性峰值均出现在24 h,且m RNA在48 h的表达量也显著高于对照组(P0.05);Cu~(2+)胁迫后GST mRNA表达峰值和酶活性峰值分别出现在12 h和48 h,且在24h胁迫组酶活性也显著高于对照组(P0.05);Pb~(2+)胁迫后GST mRNA表达和酶活性峰值均出现在48 h,且24 h的mRNA表达量也显著高于对照组(P0.05)。综上,河蚬GST对重金属刺激敏感,说明河蚬内脏中GST可以作为水体环境重金属污染的指示分子。     

基于整合生物标志物响应指数评价0号柴油对黑鲷(Sparus macrocephalus)的毒性效应

以0号柴油水溶性成分(water soluble fraction of No.0 fuel oil,WSF)为污染物,采用暴露试验法研究了黑鲷(Sparus macrocephalus)肝脏、鳃和肌肉组织中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽硫转移酶(GST)、过氧化物酶(POD)活性的变化和脂质氧化水平(MDA)。利用整合生物标志物响应(integrated biomarker responses,IBR,RIB)指数定量化评价0号柴油污染胁迫对黑鲷不同组织的毒性效应。结果表明,黑鲷受0.60、0.30和0.015 mg·L-1WSF胁迫后,肝脏、鳃和肌肉中SOD、CAT和GST酶活性呈现诱导-抑制的规律性变化,POD活性呈现抑制-诱导的规律性变化,MDA含量则呈现先降低后升高的变化趋势。各组织表现出一定的差异性,且肝脏较早诱导酶活性。依据RIB值大小分析得到各组织氧化应激能力水平由高到低依次为肝胰腺、鳃和肌肉。RIB值总体表现为前期升高后期下降的变化趋势,肝脏组织RIB值与WSF浓度具有较好的正相关关系。     

乙酸铜对银鲳幼鱼急性毒性及抗氧化酶活性的影响

为评价乙酸铜对银鲳的安全性及毒性效应,采用静水急性暴露实验,研究了8个乙酸铜浓度梯度(0、0.150、0.206、0.282、0.387、0.531、0.729、1.00 mg·L~(-1))对银鲳幼鱼的急性毒性,以肝脏和鳃组织的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化酶(GSH—PX)以及谷胱甘肽巯基转移酶(GST)活性为指标研究乙酸铜对银鲳幼鱼的毒理作用,并进行安全评价。结果表明,高浓度乙酸铜会对银鲳幼鱼产生了较大的毒性,48 h和96 h-LC_(50)分别为0.898 mg·L~(-1)、0.264 mg·L~(-1),安全质量浓度为0.026 mg·L~(-1);不同浓度乙酸铜胁迫下银鲳幼鱼组织中的SOD、CAT、GSH-PX和GST活性均表现为低浓度被诱导而高浓度受抑制的规律,与乙酸铜浓度呈抛物线型剂量效应关系,此外,肝脏中4种抗氧化酶活性普遍高于鳃组织。研究发现,乙酸铜胁迫对抗氧化酶的影响,可以反映银鲳幼鱼机体的受损状况,其中SOD可较灵敏地指示早期低浓度的铜污染。     

斜带石斑鱼alpha型与rho型GST基因cDNA全序列的克隆与分析

为从分子水平上研究II相去毒酶谷胱甘肽S-转移酶(Glutathione S-transferase,GST)在斜带石斑鱼(Epinephelus coioides)等海水鱼类机体内代谢去毒过程中的作用及机制,采用RT-PCR及RACE法,分离、克隆得到斜带石斑鱼肝脏alpha-GST(GSTA)、rho-GST(GSTR)基因cDNA全序列.序列分析结果表明,斜带石斑鱼肝脏GSTA基因cDNA全长1008bp,编码223个氨基酸;GSTR基因cDNA全长1002bp,编码225个氨基酸.构建系统进化树发现,斜带石斑鱼与鲤鱼、斑马鱼GSTA氨基酸同源性较高,而GSTR为鱼类所特有并共同占据进化树上独立的分枝,与大鼠、小鼠、人等哺乳动物GST现有所有类型同源性均较低.     

鳜鱼两种谷胱甘肽S-转移酶基因cDNA的克隆与分析

鳜鱼(Siniperca chuatsi)是我国著名的肉食性鱼类,容易成为环境毒素的富集体.论文从分子水平上分析了鳜鱼去毒过程中起关键作用的谷胱甘肽S-转移酶(GST)基因的结构及进化上的地位,采用RT-PCR及RACE法,分离、克隆得到了鳜鱼肝脏可溶性alpha型(GSTA)和rho型(GSTR)基因cDNA全序列.结果表明,鳜鱼肝脏GSTA、GSTR全长分别为1052bp、935bp,其中5′-UTR分别为118bp、55bp,3′-UTR分别为262bp、202bp,分别编码223、225个氨基酸.系统分析结果显示:鳜鱼GSTA与GSTR在进化树上的位置与其分类所处的位置基本吻合.     

PFOS对多齿围沙蚕CYPs、GST基因转录及酶活性的毒性效应

多毛类沙蚕已经广泛应用于海洋环境污染的生物监测,但其对新型持久性有机污染物全氟辛烷磺酰基化合物PFOS的毒理学研究尚无报道。本研究以潮间带优势种多齿围沙蚕(Perinereis nuntia)为研究对象,以细胞色素P450(CYP)、谷胱甘肽硫转移酶(GST)的基因和酶作为联合指标,研究了在PFOS亚致死浓度(4、8、16 mg·L-1)暴露第1、4、7、14天及净水恢复5 d后多齿围沙蚕CYP431A1、CYP424A1基因转录水平和EROD酶活性、GST omega基因转录水平和GST酶活性的响应情况。结果表明,PFOS暴露对EROD的抑制具有明显的时间-效应关系;CYP2系成员CYP431A1基因转录水平对PFOS的响应具有良好的剂量-效应关系并在胁迫第14天表现出最高的可诱导性;CYP4系基因CYP424A1的转录在4、8 mg·L-1处理组中与PFOS暴露时间正相关。II相解毒系统成员GST酶活和GST omega基因的响应均表现出随着PFOS胁迫时间的延长先下降,后上升的规律;多齿围沙蚕在高强度PFOS胁迫下仍可加速新陈代谢,表现出对PFOS的耐受性;净水恢复阶段,各指标都有向对照组水平恢复的趋势。总之,基因和蛋白的响应表明CYPs和GST在多齿围沙蚕PFOS新陈代谢中发挥重要作用,这些基因和酶具有作为生物标志物监测海洋潮间带PFOS污染效应的潜力。     

环境激素甲草胺对摇蚊谷胱甘肽硫转移酶的抑制作用

谷胱甘肽硫转移酶(GST)是生物体内重要的解毒酶。为研究环境激素甲草胺对溪流摇蚊GST的抑制作用及机理,采用酶标仪微量法测定甲草胺对溪流摇蚊4龄幼虫GST的抑制活性及抑制类型。结果表明甲草胺在72 h活体染毒和离体状态下均能显著抑制溪流摇蚊GST的活性,且抑制程度随着药物浓度的增大而增大。甲草胺抑制GST活性的反应为可逆性抑制。进一步的酶动力学分析揭示甲草胺对GST的特异底物1-氯-2,4-二硝基苯(CDNB)和还原型谷胱甘肽(GSH)均表现为竞争性抑制,即甲草胺仅影响米氏常数(Km),不改变酶促反应的最大反应速度(Vmax)。以上结果表明农药残留污染物甲草胺在胁迫下对摇蚊幼虫GST酶活性会受到显著影响,甲草胺对GST的抑制机制为可逆性和竞争性抑制。     

Characterisation and expression of four mRNA sequences encoding glutathione S-transferases pi,mu, omega and sigma classes in the Pacific oyster<Emphasis Type="Italic"> Crassostrea gigas</Emphasis> exposed to hydrocarbons and pesticides

Hydrocarbon and pesticide pollution in coastal ecosystems can disturb marine bivalve metabolism. In this study, we characterised four full-length cDNA sequences encoding glutathione S-transferases (GSTs) in the Pacific oyster Crassostrea gigas. A BLAST X search showed that these four sequences encode GSTs from four different classes: GST pi, sigma, mu and omega. A phylogenetic analysis of GST was made to determine the position of oyster GST compared to invertebrate and vertebrate sequences. We developed a semi-quantitative, multiplex RT-PCR to follow the expression of these four GSTs in tissues of oysters exposed to hydrocarbons and two pesticide treatments (glyphosate and a mixture composed of atrazine, diuron and isoproturon) under experimental conditions. Our results showed strong differential expression of these four GSTs that was both tissue specific as well as time and treatment dependent. We observed that expression levels were higher in digestive gland than in gill tissues in pesticide-exposed oysters. Furthermore, omega and mu class GST mRNA expression in the digestive gland might be useful as a possible marker of hydrocarbon exposure, while pi and sigma class GST mRNA expression in the digestive gland may be similarly useful as a marker of pesticide exposure in monitoring programmes.Communicated by S.A. Poulet, Roscoff     

Isolation and sequence of cDNA encoding a 3-methylcholanthrene-inducible cytochrome P450 from wild red sea bream,Pagrus major

We have isolated a cDNA clone of mRNA for the cytochrome P450 from a 3-methylcholanthrene (MC)-treated red sea bream,Pagrus major, using a cDNA fragment for rat P4501A2 as a probe. The cloned cDNA is ca. 1.8 kb long and contains an open reading frame of 1545 nucleotides for polypeptides of 515 amino acids. The deduced N-terminal amino acid sequence of the cDNA is very similar to that for purified cytochrome P450 protein from the marine fish scup, which was reported previously (Klotz et al. 1983). A conserved amino acid sequence containing a putative heme-binding cysteine is present in the equivalent position proximate to the C-terminus of the molecules. The deduced amino acid sequence shows more than 50% positional identity with known members of the mammalian aromatic hydrocarbon-inducible P450 family. RNA blot analysis indicates that P450 mRNA (s) is expressed in the liver, kidney, gill and gut of the MC-treatedP. major.     

Biomarkers as tools to assess the chronic toxicity of ammonia in the juvenile Mugil cephalus

With juvenile fish as the subject, the effects of low concentration ammonia on antioxidant system were studied using Mugil cephalus. Samples of gill and liver tissue were obtained from 0.35, 0.70, 1.5 and 3?mg/L ammonia groups at 0, 5, 10, 15 and 20 days of exposure, at which times the biomarkers were measured. Results showed that gill malondialdehyde (MDA) content exhibited an initial significant increase (p?≤?0.05) at unionised ammonia concentrations of 0.70, 1.5 and 3.0?mg/L on day 5, followed by subsequent declines, while liver MDA levels exhibited significant increases (p?≤?0.05) at unionised ammonia concentrations of 1.5?mg/L starting on day 10 and at 3.0?mg/L starting on day 5. With exposure to ammonia at different concentrations, Na⁺-K⁺-ATPase activity in liver and gill decreased over time. The Na⁺-K⁺-ATPase activity was negatively related to ammonia concentration from 0.70 to 3.0?mg/L. Overall, our results show that MDA and Na⁺-K⁺-ATPase, evaluated here as potential biomarkers of ammonia exposure, exhibited responses to sublethal concentrations of ammonia that were concentration dependent.     

近江牡蛎等7种养殖鱼虾贝类参照基因β-肌动蛋白cDNA序列的克隆与比较分析

为进一步研究水产养殖动物功能基因的表达调控,采用RT-PCR及RACE法,分离、克隆了近江牡蛎(Crassostrea ariakensis)肝脏β-肌动蛋白基因cDNA全序列.结果表明,近江牡蛎β-肌动蛋白基因cDNA全长1343bp,其中5′、3′非翻译区(UTR)分别长68bp、144bp,开放阅读框(ORF)为1131bp,编码376个氨基酸.实验同时成功获得了中华圆田螺(Cipangopaludina cahayensis)、日本沼虾(Macrobrachium nipponensis)、斑鳢(Channa maculata)、胡子鲶(Clarias fuscus)、鳙鱼(Aristichthys nobilis)、鲮鱼(Cirrhinus molitorella)6种重要淡水养殖动物肝脏β-肌动蛋白基因cDNA的核心序列及氨基酸序列.所获基因与其它动物类群的β-肌动蛋白基因氨基酸同源性高达96%以上,表明软体类、节肢类、鱼类、两栖类、鸟类和哺乳类等不同类群动物β-肌动蛋白基因在生物进化过程中高度保守.系统发育分析显示软体类、节肢类、鱼类、两栖类、鸟类和哺乳类脊椎动物β-肌动蛋白分类与传统的分类基本一致.     

木聚糖酶基因xynB在不同大肠杆菌表达系统中的表达比较

从黑曲霉(Aspergillus niger)nl-1中克隆获得木聚糖酶基因xynB.该基因全长745 bp,含有67 bp内含子,与公布的黑曲霉xynB基因有较高的同源性.将PCR扩增的木聚糖酶成熟肽基因和含有信号肽的基因分别连接到表达载体肠杆菌Top10 F’、DH10B和两种BL21宿主中获得重组菌株.通过IPTG诱导,xynB基因在重组菌株中获得特异性表达.表达产物以胞内可溶性蛋白和不溶性包涵体形式存在.诱导4 h,重组菌株pTrc-99a-xynB[BL21 condon plus(DE3)]表达量最高,胞内酶活达到299 IU/L.重组质粒pTrc-99a-xyn B(S)在不同宿主胞内和胞外均能分泌目的蛋白,诱导10 h,胞外酶活pTrc-99a-xynB(S)[BL21 condon plus(DE3)]达到347 IU/L.而pET-20b-xynB(S)在两种BL21宿主中均不表达.经SDS-PAGE分析,以pTrc-99a和pET-20b作为表达载体时,重组蛋白相对分子质量分别约为45×103和30×103.与pET-20b相比,pTrc-99a以及自身信号肽的引导更有利于重组木聚糖酶的表达.     

热休克、Poly I:C上调草鱼GRP78基因表达

葡萄糖调节蛋白78(GRP78)是细胞内一种应急蛋白,它通过对细胞内、外胁迫因子产生强烈的应答而调节内质网稳态.草鱼(Ctenopharyngodon idellus)GRP78克隆于草鱼肝肾cDNA文库,全长2 490 bp.其中,5'非编码区为155 bp,含有7个热休克元件,3'非编码区为373 bp,最大开放阅读框为1 962 bp,编码653个氨基酸.序列分析表明,草鱼GRP78的N端包含3个HSP70家族的签名序列,C末端为内质网蛋白滞留信号KDEL,草鱼GRP78与人及其它动物的同源性很高.适应性进化分析也显示GRP78非常保守,受到强烈的功能约束,说明该蛋白质在进化中非常重要.RT-PCR分析表明,相对于本底水平,34℃热激和Poly I:c诱导后,草鱼GRP78在肝、肾等组织巾的表达明显上调.图4表1参16