高温胁迫下刺参消化道菌群变化及Prxs基因表达分析

高温胁迫下刺参消化道菌群变化及Prxs基因表达分析

论文摘要

刺参(Apostichopus japonicus)营养丰富,是重要的药物资源,具有增强免疫、抗真菌活性、抗肿瘤、抗疲劳及抗凝血等功能。由于高温会使刺参进入夏眠的状态,而福建地区温度显著高于北方,导致南移养殖的刺参提前进入夏眠期,过高的温度还会使一些刺参在夏眠过程中死亡,给养殖生产造成一定的经济损失。本文对高温胁迫下南移养殖的刺参消化道菌群和Prxs基因进行研究,探索高温对刺参微生物菌群和基因的影响,为深入研究渡夏中刺参的基础代谢和分子调控机理提供一定的理论基础。采用平板菌落计数法对南移养殖的刺参消化道菌群数量进行统计,常温组(18℃)细菌数量为2.7×106 cfu/mL,26℃高温胁迫两周后,消化道细菌数量减少至3.2×105 cfu/mL,差异显著(P<0.05)。采用传统的分离培养和现代分子生物学技术相结合的方法,分别从常温对照组和高温实验组分离纯化到58株菌和55株菌。通过构建16S rRNA基因的系统进化树及Biolog自动鉴定系统可知,常温组刺参消化道菌群种类有:交替假单胞菌属(Pseudoalteromonas.sp)、巨蛎弧菌(Vibrio gigantis)、芽孢杆菌属(Bacillus.sp)、希瓦氏菌属(Shewanella.sp)、海洋杆菌属Oceanobacter kriegii类似种、弧菌属Vibrio rotiferanus类似种和Vibrio litoralis类似种;高温组刺参消化道菌群种类有:约翰逊不动杆菌(Acinetobacter johnsonii)、腐生葡萄球菌(Staphylococcus saprophyticus)及成团泛菌(Pantoea agglomerans)。通过iCODEHOP软件设计简并引物,扩增Prxs基因的中间片段,再用RACE技术克隆3’末端,分别获得475bp Prx1和683bp Prx2序列,含有2-Cys Prxs的特征基序“FYPLDFTFVCPTEI”和“GEVCPA”,生物信息学软件分析发现其与Prx1和Prx2基因有很高同源性,用荧光定量PCR研究目的基因在不同组织及高温胁迫下呼吸树组织中的表达情况,结果显示:Prx1基因在呼吸树、肠道、纵肌及体壁组织都有表达,其中呼吸树和肠道中的表达量显著高于纵肌和体壁(P<0.05);高温胁迫时,在呼吸树组织中,6-9h出现显著性上调(P<0.05),之后开始下调,48h恢复最初水平。Prx2基因在呼吸树、肠道、纵肌及体壁组织也都有表达,而在呼吸树组织中表达量最高,显著高于肠道、纵肌和体壁组织(P<0.05);高温胁迫时,在呼吸树组织中,3-6h表达水平显著上调(P<0.05),然后开始下调,24h恢复到最初水平。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 引言
  • 1.1 高温胁迫下刺参生存策略
  • 1.1.1 高温胁迫下刺参夏眠的临界温度
  • 1.1.2 高温胁迫下刺参生理特征变化
  • 1.2 消化道菌群研究进展
  • 1.2.1 刺参消化道菌群研究
  • 1.2.2 消化道菌群鉴定方法
  • 1.3 过氧化物还原酶研究进展
  • 1.3.1 生物体内的抗氧化物酶类
  • 1.3.2 过氧化物还原酶的分类及结构
  • 1.3.3 过氧化物还原酶的作用机制
  • 1.3.4 过氧化物还原酶的生物学功能
  • 1.3.5 高温胁迫下刺参抗氧化酶表达研究
  • 1.4 研究目的意义及内容
  • 1.4.1 研究目的意义
  • 1.4.2 研究内容
  • 第2章 高温胁迫下刺参消化道菌群变化
  • 2.1 材料
  • 2.1.1 试验刺参及饲养
  • 2.1.2 主要试剂
  • 2.1.3 主要仪器
  • 2.2 方法
  • 2.2.1 高温处理
  • 2.2.2 消化道菌群的收集
  • 2.2.3 细菌的计数
  • 2.2.4 细菌的分离纯化及保种
  • 2.2.5 细菌基因组DNA的提取
  • 2.2.6 16SrRNA基因对菌群的鉴定
  • 2.2.7 bolog系统鉴定仪对菌种的鉴定
  • 2.3 结果与分析
  • 2.3.1 细菌计数
  • 2.3.2 16S rRNA基因的扩增结果
  • 2.3.3 16SrRNA基因PCR产物的酶切分析结果
  • 2.3.4 16S rRNA基因序列分析与系统进化树的构建结果
  • 2.3.5 Bolog自动鉴定系统仪对菌种的鉴定结果
  • 2.4 讨论
  • 第3章 刺参Prxs基因的克隆及表达分析
  • 3.1 材料
  • 3.1.1 实验刺参
  • 3.1.2 主要试剂及溶液配制
  • 3.1.3 主要仪器设备
  • 3.1.4 实验所用引物
  • 3.2 方法
  • 3.2.1 总RNA的提取
  • 3.2.2 SMART cDNA第一链的合成
  • 3.2.3 刺参Prxs基因中间片段的PCR扩增
  • 3.2.4 PCR产物与载体的连接
  • 3.2.5 感受态细胞的制备
  • 3.2.6 转化
  • 3.2.7 质粒筛选及阳性克隆的检测
  • 3.2.8 刺参Prxs基因 3’RACE扩增
  • 3.2.9 刺参Prxs基因结构预测及系统进化树分析
  • 3.2.10 Real-Time PCR基因表达定量分析
  • 3.3 结果与分析
  • 3.3.1 刺参各组织总RNA的提取结果
  • 3.3.2 刺参Prxs基因cDNA的扩增结果
  • 3.3.3 刺参Prxs基因cDNA序列分析
  • 3.3.4 刺参Prxs基因同源性分析及系统进化树构建
  • 3.3.5 Prxs基因在刺参不同组织的表达结果
  • 3.3.6 高温胁迫下Prxs基因在刺参呼吸树组织的表达结果
  • 3.4 讨论
  • 第4章 总结与展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录
  • 在学期间发表的学术论文
  • 相关论文文献

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