实验室固定成员在北部湾海洋生物资源保护利用发表重要研究进展

作者: 时间:2022-11-30 点击数:

北部湾大学广西北部湾海洋生物多样性养护重点实验室固定成员蔡小辉副研究员和佘智彩副教授带领的科研团队在牡蛎盐度适应性遗传解析、生理免疫等方面取得研究新进展,相关成果在国际重要学术期刊Aquaculture Reports(大类2区)发表。


1. 佘智彩副教授团队在香港牡蛎盐度适应性的遗传解析方面取得新进展

“该研究揭示了香港牡蛎成体和幼体之间盐度适应性差异的主要分子机制,将为香港牡蛎养殖模式优化提供科学依据。”

(佘智彩副教授团队在香港牡蛎盐度适应性的遗传解析方面取得新进展)


研究背景

香港牡蛎(Crassostrea hongkongensis)是我国南方的重要养殖品种,主要分布于华南沿海河口和滨海区咸淡水水域。香港牡蛎对低盐环境有更强的耐受能力,对高盐的适应能力较差,且在高盐海区,更容易发生大规模死亡。而且在其生活史中,早期适宜在低盐海区生活,随着生长的进行,所需海水的盐度逐渐升高。所以香港牡蛎的养殖模式为分段养殖,在其养殖过程中,必须经过一个从低盐海区逐渐向高盐海区转移的过程。但是,香港牡蛎对盐度的这种适应性,其内在的分子机制并不清楚。

研究结果

研究团队通过对香港牡蛎成体和幼体进行不同盐度下生理性状的比较分析,发现成体Na+-K+-ATPase(钠钾ATP酶),T-AOC(总抗氧化能力),betaine(甜菜碱),taurine(牛磺酸)和 glycogen(糖原)含量在高盐胁迫下比幼体发生更显著的变化。


(高盐组和对照组性状比较;A成体,J幼体)


通过转录组水平的高通量测序分析、蛋白互作网络分析及基因共表达网络分析,发现差异表达基因主要与免疫反应、抗氧化、修复、蛋白质泛素化和钙离子结合等功能相关,其中,免疫反应与抗氧化可能是香港牡蛎成体和幼体之间盐度适应性差异的主要分子机制。


(加权基因共表达网络分析确定的模块-性状相关性热图)


(性状相关模块的基因相关性网络;黄色高亮部分表示hub基因)



研究团队及资助

该研究获得广西自然科学基金(2018GXNSFBA281201);钦州市科学研究与技术开发计划项目(202014842);广西北部湾海洋生物多样性养护重点实验室项目(2020ZB092020ZB04)的联合资助。

 

2. 蔡小辉副研究员团队在凋亡相关基因参与贝类先天性免疫方面取得新进展

该研究从太平洋牡蛎中鉴定了一种新的抗凋亡相关基因,发现其可能通过保持细胞形态和活性参与贝类先天性免疫,研究结果为抗凋亡相关基因在水产动物免疫调节方面研究奠定基础。



(蔡小辉副研究员团队在凋亡相关基因参与贝类先天性免疫方面取得新进展)

研究背景

凋亡抑制蛋白(inhibitor of the apoptosis proteinsIAPs)通过抑制Caspase活性和参与调节核因子NF-κB的作用而抑制细胞凋亡,在肿瘤发生、发展以及肿瘤耐药性形成中发挥重要作用。此外,IAPs也可以帮助一些病原体在宿主细胞中存活并逃避免疫监控。在贝类基因组中,IAPs家族基因呈现明显扩张现象,数量高达48个,但其在太平洋牡蛎防御病原体过程中是否发挥作用研究甚少。课题组前期在太平洋牡蛎幼虫转录组中发现,编码IAP的一个基因(命名为CgIAP3)表达水平在溶藻弧菌刺激后呈现上调趋势。为鉴定CgIAP3基因的抗凋亡作用以及是否参与机体先天性免疫,作者克隆了CgIAP3的开放阅读框,研究了其在免疫相关组织中的表达和亚细胞定位,检测了其对细胞凋亡的影响。

研究结果

研究结果发现,CgIAP3包含一个NBIR结构域和一个CRING结构域。通过构建系统进化树和3D建模发现,CgIAP3BIR结构域与人类cIAP2BIR3聚类在一起,并且拥有3α螺旋和3个反向平行β折叠,暗示其属于BIR3结构域类型。


CgIAP3 BIR结构域类型确定)


组织分布结果表明,CgIAP3在健康太平洋牡蛎组织中广泛表达,其中鳃和消化腺中表达最高,并在溶藻弧菌你刺激后迅速上调,表明CgIAP3可能参与太平洋牡蛎抵抗病原菌的先天性免疫。


CgIAP3在健康牡蛎中表达模式及弧菌刺激后在肝胰腺和鳃中表达变化)


此外,细胞实验表明CgIAP3可以通过维持细胞形态和细胞活力来抑制凋亡。亚细胞定位结果显示CgIAP3广泛分布于细胞质和细胞核中,仅在受损的A549细胞中表达。


(细胞水平上检测CgIAP3对细胞凋亡影响)


CgIAP3亚细胞定位图)


研究团队及资助

该论文的第一作者分别为北部湾大学海洋学院蔡小辉副研究员和广西大学生命科学与技术学院陈鸿霖博士研究生,通讯作者为吴信忠教授。论文共同作者包括北部湾大学本科生钱敏桦、伍圆贤和杨琴英,方静讲师。该研究获得广西自然科学基金2016GXNSFDA380011广西科技开发项目(AB18221112、广西北部湾海洋生物多样性保护重点实验室重点培育项目(2021ZB01、北部湾大学高层次人才科研启动项目2019KYQD17)和北部湾大学海洋科学广西一流学科(DRC004)的联合资助。




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