HIF信号通路是动物的氧感知信号通路，对于动物在低氧环境下的代谢和能量平衡调节等发挥着重要的作用。本研究利用PCR技术克隆了缢蛏HIF信号通路中的4个关键基因HIF-1α、HIF-1β、PHD2A和PHD2B，对其编码蛋白的理化性质和结构域进行预测，并对其系统发育关系进行分析。结果显示，HIF-1包含典型的HLH、PAS、PAC、C-TAD结构域，HIF-1α特有ODDD和N-TAD结构域，ScPHD2含有zf-MYND和P4Hc结构域；不同于其他无脊椎动物，贝类包括缢蛏PHD2具有两个拷贝。利用实时荧光定量PCR（RT-qPCR）技术，进一步对HIF-1和PHD2在不同发育阶段、成体不同组织和低氧(0.5 mg/L和2.0 mg/L)及干露(21 ℃干露和4 ℃干露)胁迫下的表达水平进行了分析。结果显示，缢蛏HIF-1和PHD2在卵子时期便开始表达，ScHIF-1α在检测的6个组织中的表达水平高于其他基因，且在鳃中表达最高，肝胰腺次之，ScPHD2A和ScPHD2B在6个组织的表达量均很低。低氧胁迫下，ScHIF-1α、ScPHD2表达受到显著上调，但0.5 mg/L组较2 mg/L组上调幅度更大，而ScHIF-1β表达量变化不显著。干露胁迫下，ScHIF-1β表达量变化不显著，ScHIF-1α、ScPHD2表达显著上调，且4 ℃干露组较21 ℃干露上调幅度更大。研究表明，ScHIF-1和ScPHD2分别具备典型的HIF和PHD家族特征，且在低氧下被诱导上调表达，表明其可能参与了缢蛏低氧胁迫后应答过程。研究结果为深入开展缢蛏低氧信号通路和低氧适应机制研究提供了参考价值。

低氧诱导因子(hypoxia-induciblefactor,HIF)是低氧信号传导途径中的关键因子,在动物低氧应答反应中发挥重要作用。为探讨魁蚶(Scapharca broughtonii) HIF-1α基因结构特征及在低氧胁迫下的应答规律,本研究以魁蚶转录组数据库中的部分序列为基础,通过cDNA末端快速扩增(rapid amplication of cDNA ends, RACE)技术克隆获得了魁蚶HIF-1α基因cDNA全长序列(命名为SbHIF-1α),并检测了其mRNA的组织分布和低氧胁迫下的表达规律。序列和结构分析显示, SbHIF-1α基因cDNA全长为2741 bp,其中包括2136 bp的ORF,编码711个氨基酸,含有HIF保守的HLH、PAS-A、PAS-B和PAC结构域,预测蛋白分子量为80.8kDa,理论等电点为5.57;SbHIF-1α与所选其他物种HIF-1α的序列相似度为56%～95%;系统进化分析显示SbHIF-1α与软体动物的遗传距离最近。qRT-PCR结果显示,在魁蚶的血淋巴、鳃、外套膜、斧足、闭壳肌和肝胰腺6个组织内均能检测到SbHIF-1α基因,在血淋巴中表达量最高,鳃次之,与其他4个组织都存在显著差异(P

为研究线粒体ATP酶F1-δ基因在鲢(Hypophthalmichthys molitrix)中的作用,采用RACE-PCR技术克隆出该基因全长,应用半定量RT-PCR法检测该基因在不同组织的表达,应用实时荧光定量PCR法检测急性低氧胁迫过程中不同溶氧浓度下该基因的组织表达变化。结果显示,鲢线粒体ATP酶F1-δ基因全长762 bp,开放阅读框480 bp,编码159个氨基酸残基,5′端非编码区114 bp,3′端非编码区168 bp。鲢与斑马鱼(Danio rerio)线粒体F1-δ编码氨基酸序列的相似性最高,达到89%;与大西洋鲑(Salmo salar)、罗非鱼(Oreochromis ...

虾青蛋白(Crustacyanin， CRCN)在甲壳动物脂类代谢及低氧胁迫应激调控等方面具有重要的功能。为获取虾青蛋白在克氏原螯虾(Procambarus clarkii)性腺发育和低氧胁迫应答中的作用，本研究在克氏原螯虾肝胰腺组织中鉴定出1个类虾青蛋白PcCRCN-L基因的cDNA序列，分析了PcCRCN-L基因的结构特征和进化模式，研究了PcCRCN-L基因在不同组织与性腺不同发育时期的表达特征，探讨了PcCRCN-L在低氧–复氧胁迫下的表达响应模式。结果显示，PcCRCN-L基因cDNA序列长2 700 bp，其开放阅读框(ORF)长度为1 587 bp，编码528个氨基酸残基；DNA序列长6 130 bp，位于克氏原螯虾基因组的第12号染色体，包含5个外显子和4个内含子，内含子/外显子剪接方式符合GT-AG规则。PcCRCN-L具有1个完整的lipocalin结构域，包含典型的序列保守区Ⅰ(SCR1)序列G-X-W、保守区Ⅱ(SCR2)序列T-D-Y和保守区Ⅲ(SCR3)序列精氨酸R。多序列比对与系统进化分析结果显示，PcCRCN-L独立于传统虾青蛋白A和C亚族，单独聚为一支。PcCRCN-L在克氏原螯虾多个组织中均有表达，在肝胰腺中表达量最高；在性腺不同发育时期，肝胰腺以及卵巢组织中的PcCRCN-L基因表达量显著降低；低氧胁迫下，肝胰腺组织中PcCRCN-L表达量显著降低，复氧后显著升高。研究结果表明，PcCRCN-L与克氏原螯虾性腺发育密切相关，并参与了克氏原螯虾的低氧–复氧胁迫应激调控。

瘦素(leptin)是一种重要的激素，参与调节动物的摄食、繁殖和能量消耗，其可以通过抑制食欲和促进能量代谢的方式维持机体能量稳态。大多数鱼类具有双重瘦素基因。在本研究中，利用PCR技术克隆了大口黑鲈leptin A基因的编码区，其开放阅读框(ORF)为486 bp，编码161个氨基酸蛋白。通过与其他物种进行同源性比对，发现鲈形目的leptin基因的保守型较高，一致性高达91.46%，在大口黑鲈leptin A中几乎不存在基因特异性突变位点，而且大口黑鲈 leptin A氨基酸序列与鳜同源性最高(92.59%)，与花鲈(89.51%)、布氏鲳鲹(87.04%)、斜带石斑鱼(83.87%)的同源性次之。组织分布结果显示，leptin A基因在肝脏中的表达量最高，在心、头肾、脑、中肾、肠、脾、鳃、肌肉和性腺中的表达量均较低。此外，对大口黑鲈进行不同程度急性低氧胁迫[重度低氧(1.2±0.2)mg/L和中度低氧(3.5±0.2)mg/L]，发现低氧初期时严重低氧组中度低氧组的leptin A的表达量都升高，显著高于对照组 Leptin A 的表达。这表明急性低氧能够诱导大口黑鲈leptin A在肝脏中的表达。综上所述，大口黑鲈leptin A基因与鳜leptin A基因的同源性最高，leptin A主要在大口黑鲈肝脏中显著表达，急性低氧胁迫能显著诱导leptin A的表达。

为了研究类固醇激素合成急性调节蛋白 (StAR)在日本沼虾应答低氧胁迫过程中所发挥的作用，实验应用cDNA末端快速扩增 (RACE) PCR技术克隆了日本沼虾StAR全长cDNA序列，并利用在线软件对其序列特征进行生物信息学分析，采用半定量RT-PCR方法分析StAR在日本沼虾不同组织的分布情况，采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)与Western blot技术对其在不同低氧胁迫阶段中的表达规律进行检测，观察低氧胁迫下精巢组织中StAR蛋白免疫组化定位。结果显示，日本沼虾StAR其cDNA全长3 361 bp (NCBI登录号：MW263908)，包括5′-UTR 323 bp，3′-UTR 2 129 bp，开放阅读框909 bp，编码302个氨基酸。氨基酸序列比对及系统进化分析结果显示，日本沼虾StAR基因与三疣梭子蟹等甲壳动物StAR聚类一支，具有最近的亲缘关系。半定量RT-PCR检测结果显示，StAR在日本沼虾不同组织中均有表达，其表达量在肝胰腺和心脏组织中最低，在精巢组织中表达处于较高水平。使用qRT-PCR技术检测日本沼虾精巢中StAR在低氧胁迫下时空表达情况，结果表明，与对照组相比，低氧处理组精巢中StAR基因表达量在1～48 h均显著上调，而在低氧处理组96 h显著降低。此外，本实验对StAR进行了原核表达及抗血清制备，采用Western blot检测StAR蛋白表达丰度基本与基因表达模式相似，免疫组化结果显示，StAR 蛋白在精细胞与间质细胞中均有表达。综上所述，长期低氧胁迫显著降低了StAR基因的转录表达水平，并且该基因可能在类固醇合成路径及精子发生过程中均发挥重要作用。本研究结果为进一步解析日本沼虾类固醇激素合成分子机制奠定基础。

虹鳟(Oncorhynchus mykiss)是一种低氧敏感性鱼类，低氧胁迫下其生长、行为、代谢和免疫等均会受到影响。为了解低氧胁迫对虹鳟心脏生化指标和低氧相关基因表达的影响，本研究用酶活性测定和实时荧光定量PCR (qRT-PCR)方法，分析中度低氧[(4.5±0.1) mg/L]和重度低氧[(3.0±0.1) mg/L]胁迫4、8、12、24 h、中度低氧1个月、重度低氧1个月及复氧[(8.5±0.1) mg/L] 12 h和24 h后虹鳟心脏中的生化指标变化以及低氧相关基因的表达情况。结果显示，在中度低氧胁迫下，虹鳟心脏中丙酮酸激酶(PK)、总胆固醇(TC)、乳酸(LD)和谷丙转氨酶(GPT)水平在8 h时升高，24 h时降低，复氧后仍显著高于对照水平(P<0.05)。在重度低氧胁迫下，琥珀酸脱氢酶(SDH)活性随低氧胁迫时间延长逐渐升高，在8 h时达到峰值(P<0.05)，24 h和复氧后均与对照无显著性差异(P>0.05)。三磷酸腺苷酶(ATPase)、脂肪酶(LPS)、TC、谷草转氨酶(GOT)和GPT水平在12 h时降低，复氧后均恢复至正常水平(P>0.05)。与对照组相比，中度低氧1个月(TMM)和重度低氧1个月(TMS)组中PK、TC、乳酸脱氢酶(LDH)和GPT水平均显著升高(P<0.05)。在中度低氧胁迫下，sdh、fih1和hif-1α基因表达量在8 h显著升高(P<0.05)，复氧后均恢复至正常水平。在重度低氧胁迫下，ldh、pk、sdh、hif-1α、egln-1和vhl基因表达量在24 h时显著升高(P<0.05)。与对照组相比，TMM和TMS组中ldh、pk、sdh、fih1、egln-1和vhl基因表达量在中度低氧胁迫下降低但无显著性差异(P>0.05)，重度低氧胁迫下pk、sdh和vhl基因表达量显著升高(P<0.05)。本研究表明，低氧胁迫使虹鳟心脏发生代谢紊乱，影响体内正常的代谢水平，并对虹鳟心脏造成一定损伤。本研究可为进一步阐明虹鳟低氧胁迫的调控机制提供基础资料。

为研究斑马鱼核糖体蛋白应对低氧胁迫的生物学功能，对低氧胁迫和常氧条件下斑马鱼（Danio rerio）鳃组织进行转录组分析，利用高通量测序检测了低氧胁迫与常氧条件下斑马鱼鳃转录组中核糖体蛋白家族基因的表达差异。结果表明：在两个不同浓度的低氧胁迫下，斑马鱼鳃组织中60个核糖体蛋白基因的表达量显著上调。其中大亚基核糖体蛋白基因35个，小亚基核糖体蛋白基因25个。在低氧胁迫下斑马鱼鳃中显著差异表达基因GO富集的前15条通路中，均包括核糖体蛋白基因，且其中的5条通路与核糖体蛋白组装合成相关。在富集到“translation”GO通路中，富集到44个核糖体蛋白基因。另外，利用前期筛选出的低氧条件下斑马鱼鳃中显著低表达的2个miRNAs，针对低氧下表达量显著上调的60个核糖体蛋白基因进行靶基因预测，结果表明：斑马鱼miR-455-3p可以同时靶向核糖体蛋白基因rpl13和rplp1来调控斑马鱼对低氧环境的适应。

为研究缢蛏功能基因的表达调控,利用SMART cDNA文库构建试剂盒成功构建了缢蛏肝脏组织的标准化cDNA文库。对随机选取的5 679个克隆进行随机测序,比对、筛选出2条β-actin同源序列,对其中一条EST序列两端进行扩增、测序,然后进行5′RACE(rapidamplification of cDNA ends,RACE)扩增、测序,拼接得到全长cDNA序列,命名为β-ACTIN 1。该序列全长为1 552 bp,包括73 bp的5′非翻译区和348 bp的3′非翻译区,以及1 131 bp的开放阅读框。阅读框共编码376个氨基酸,推算分子量约为41.95 ku,理论等电点为5.23。与...

获得高原软刺裸鲤(Gymnocypris dobula)和齐口裂腹鱼(Schizothorax prenanti)HIF1B和HIF2A基因c DNA完整的开放阅读框(ORF),并进行氨基酸序列分析;采用荧光定量PCR(qRT-PCR)技术,检测了HIF1B和HIF2A在两种裂腹鱼体内各组织中的表达,以及应激性低氧条件下罗非鱼不同组织中的表达。基因序列分析结果显示,软刺裸鲤和齐口裂腹鱼HIF1B基因长度分别为2 322 bp和2 313 bp,预测编码773和770个氨基酸;HIF2A基因长度分别为2 466 bp和2 502 bp,预测编码821和833个氨基酸。同源分析显示,齐口裂腹鱼和软...

WRKY转录因子在植物生长和防御反应的调控中发挥着重要作用。为了探究WRKY基因家族在板栗抗旱中的功能，对板栗WRKY基因家族成员进行了鉴定，对其编码蛋白的理化性质、系统发育、结构等进行分析，并通过转录组测序和qRT-PCR技术分析其在干旱胁迫下的表达特征。通过生物信息学技术在板栗中共鉴定到65个WRKY基因家族成员，将其分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3组，其中Ⅱ组根据其结构和系统发育关系分为5个亚组。WRKY基因的结构和保守基序分析表明，外显子数目为1～7个，同一亚组的外显子数目和基序分布类似。WRKY基因保守结构域发生了一定的变异，包括WRKY七肽结构域的缺失，锌指结构的缺失，七肽结构域变异为WRKYGKK、WRKYGRK和WRKYGRK等。转录组测序数据表明，有4个WRKY基因家族成员在样品中没有表达，干旱胁迫诱导表达的WRKY基因家族成员表达量上调的有49个，而表达量下调的WRKY家族成员有11个。以上结果表明，板栗WRKY基因在对干旱胁迫的响应中发挥了重要作用。

通过鉴定红麻全基因组中WRKY基因家族所有成员，并分析其在盐胁迫下的表达特征，从而为研究WRKY基因家族成员在红麻响应盐胁迫过程中的生物学功能奠定坚实基础。利用生物信息学的方法对红麻全基因组中的WRKY基因家族成员进行鉴定，并对WRKY基因家族各成员的理化性质、系统发育和保守功能域进行分析，同时利用实时荧光定量PCR技术分析盐胁迫下WRKY基因家族各成员的表达特征。结果表明，共鉴定出33个WRKY基因家族成员，且该基因家族成员不均匀地分布在12条染色体上，每个基因家族成员的理化性质如氨基酸数目、分子质量、理论等电点都存在一定的差异，且每个基因家族成员的氨基酸保守序列WRKYGQK没有发生变异。红麻和拟南芥的WRKY基因家族系统进化树分析表明，33个WRKY家族成员分成了3个类群，GroupⅠ、GroupⅡ、GroupⅢ,其中GroupⅢ包含了5个亚组。实时荧光定量PCR技术分析结果表明，盐胁迫诱导表达的WRKY家族成员有26个，其中23个具有正向调控作用，3个具有负向调控作用。共鉴定出红麻WRKY家族成员33个，其中26个WRKY家族成员参与了红麻盐胁迫响应过程。

缢蛏(Sinonovacula constricta)是我国传统的四大海水养殖贝类之一，养殖过程中易受病原菌感染而造成大量死亡和经济损失。Toll样受体(Toll-like receptor， TLR)是目前研究最多的模式识别受体，在无脊椎动物的先天性免疫中发挥着重要作用。研究缢蛏TLR分子特征及其免疫功能对于预防和控制病原菌感染至关重要。本研究从缢蛏基因组序列中鉴定出42个TLR (ScTLR)基因，其中，33个编码典型的TLR蛋白，其余9个为TLR样蛋白。根据蛋白结构域特点，将典型的TLR蛋白分为2大类4个亚类，一类为多半胱氨酸簇TLR (mccTLR)，包括P型TLR (1个)和sPP型TLR (7个)；另一类为单半胱氨酸簇TLR (sccTLR)，包括sP型TLR (16个)和Ls型TLR (9个)。与其他9种软体动物TLR基因的类型和数目比较结果显示，缢蛏基因组中未发现其他软体动物中存在的V型和Twin-TIR型TLR，起源古老的mccTLR类群在软体动物中没有大规模的扩张，而起源较近的sccTLR类群却发生了大规模的扩张。荧光定量PCR分析显示，6种ScTLR在检测的7种组织中普遍表达，且在血细胞、鳃和肝胰腺组织中高表达。最后，副溶血弧菌(Vibrio parahemolyticus)胁迫12 h和48 h的缢蛏鳃和肝胰腺转录组数据分析显示，副溶血弧菌感染前后9个TLR基因在鳃或肝胰腺中的表达量发生显著变化，6个基因(ctg118.25、ctg118.26、ctg356.25、ctg774.6、ctg681.6和ctg1513.5)在感染12 h或48 h后的鳃组织中显著差异表达，前5个基因表达量上调，仅ctg1513.5表达量下调；3个基因(ctg467.9、ctg2496.3和ctg903.17)在感染12 h或48 h后的肝胰腺中显著差异表达，其中，ctg467.9和ctg2496.3表达量下调，ctg903.17表达量上调。综上所述，本研究结果将为深入探讨不同TLR基因在缢蛏天然免疫中发挥的作用提供研究基础。

【背景】低氧诱导因子-1α (hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)是细胞对缺氧应激做出适应性反应的关键因子之一，主要通过调节基因转录来维持细胞中氧的供需平衡。水通道蛋白(Aquaporins,AQPs)是疏水性的跨膜转运蛋白，为机体水稳态平衡提供重要的系统调节。肺中，AQP1主要通过调节肺泡、肺间质和毛细血管间水转运从而保持肺内液体平衡。高原环境由于低氧、高寒、大风和强辐射等特点，能够适应并生存的物种相对较少，藏羊作为适应高海拔、高寒气候的特有物种，形成了独特的形态结构和生理功能适应。肺脏作为呼吸主要的执行器官，对低氧或缺氧等极为敏感。【目的】通过研究藏绵羊肺脏结构特点以及HIF-1α与AQP1在不同海拔藏绵羊肺脏中的表达特性，揭示其在藏绵羊高原环境适应性中所起的作用。【方法】选择不同生存海拔藏绵羊和小尾寒羊，断颈致死后快速采集肺组织，H.E染色、PAS染色、Masson染色等观察肺脏显微结构及弹性纤维分布，免疫组织化学SP法及实时荧光定量PCR法检测肺组织中HIF-1α与AQP1蛋白及基因的表达特点。【结果】藏绵羊肺脏被膜厚度为40.28μm，与小尾寒羊肺脏被膜厚度无显著差异，但其弹性纤维含量显著多于小尾寒羊（P<0.05）；藏绵羊细支气管黏膜上皮单位面积内杯状细胞数量显著多于小尾寒羊（P<0.05），但小支气管及以上分支中两者无显著差异；藏绵羊终末细支气管黏膜上皮仍有少量散在分布的杯状细胞且其终末细支气管平滑肌厚度显著高于小尾寒羊（P<0.05）；藏绵羊肺内微动脉（直径小于100μm）平滑肌占血管外径比例显著小于小尾寒羊；藏绵羊呼吸性细支气管平滑肌厚度及单位面积内毛细血管数量显著高于小尾寒羊。肺脏中HIF-1α蛋白主要表达于细支气管黏膜上皮、肺微血管内皮和肺泡隔中，主要表达于细胞质；高海拔藏绵羊和小尾寒羊肺组织中HIF-1α表达均显著高于低海拔绵羊，低海拔藏绵羊肺脏中HIF-1α的表达显著高于低海拔小尾寒羊。AQP1蛋白主要表达于肺泡上皮、肺泡隔及肺微血管内皮、细支气管平滑肌中，主要定位于细胞膜；高海拔藏绵羊肺组织中AQP1表达显著高于低海拔藏绵羊和小尾寒羊（P0.05）。【结论】藏绵羊肺被膜含有更多的弹性纤维，微血管平滑肌含量较少，但呼吸性细支气管上皮杯状细胞数量及平滑肌含量较多；藏绵羊肺脏中HIF-1α和AQP1的表达均显著高于小尾寒羊，且其表达均随海拔升高而增强。

【目的】研究藏绵羊低氧诱导因子1α基因(HIF-1α)第10外显子的变异特征及其对藏绵羊血气和生化指标的影响,为藏绵羊低氧适应性机制研究提供基础。【方法】采用PCR-SSCP法对333只藏绵羊HIF-1α基因第10外显子变异进行分析;采用血气仪测定其中134只年龄基本一致成年母羊的血气和生化指标,分析HIF-1α基因第10外显子变异与藏绵羊血气和生化指标的相关性。【结果】藏绵羊HIF-1α基因第10外显子存在6个SNPs位点,其中4个SNPs为同义突变,位于编码区(c.1302C>T、c.1392G>A、c.1506T>C和c.1515T>G),另外2个SNPs位于非编码区(c.1545+26A>G和c.1545+52G>A)。6个SNPs构成A、B、C 3个等位基因,表现为AA、BB、AB、AC和BC 5种基因型,其中AB为优势基因型。遗传多样性分析表明,HIF-1α基因第10外显子多态信息含量为0.48,呈中度多态,并处于Hardy-Weinberg不平衡状态。HIF-1α基因第10外显子基因型对酸碱度(pH)、碱剩余(BE)、血氧饱和度(S(O_2))、血红蛋白总量(Hb)和半饱和氧分压(p_(50))影响显著。AB基因型藏绵羊在群体中比例最高,且具有较高的S(O_2)。与AB基因型藏绵羊相比,AA基因型藏绵羊BE和S(O_2)较低(P<0.05),推测其高原低氧适应能力较弱。【结论】HIF-1α基因第10外显子变异与藏绵羊pH、BE、S(O_2)、Hb和p_(50)相关,推测AB基因型藏绵羊具有较好的高原低氧适应性,而AA基因型藏绵羊高原低氧适应能力较弱。