李鳳欣 殷小龍 盧德政 劉 成 張建設 沈 斌
大黃魚()基因單核苷酸多態性及與抗病性狀的相關性研究*
李鳳欣1殷小龍2盧德政1劉 成1張建設1沈 斌1①
(1. 浙江海洋大學 國家海洋設施養殖工程技術研究中心 浙江舟山 316022; 2. 浙江省舟山市水產研究所 浙江舟山 316111)
由哈維氏弧菌()等細菌感染引起的弧菌病對我國大黃魚()的養殖造成了嚴重危害。通過哈維氏弧菌人工感染大黃魚建立易感組和抗病組, 采用PCR擴增和直接測序法對大黃魚干擾素刺激基因雙拷貝(和)進行單核苷酸多態性(SNPs)檢測和分型, 并與其哈維氏弧菌抗性進行關聯分析。結果表明, 從大黃魚和基因中分別篩選到10個和4個SNP位點并進行了成功分型。經統計分析,基因的186 G/C和318 C/T位點以及基因的297 G/T位點的基因型頻率和等位基因頻率在易感群體和抗病群體中均存在極顯著差異, 表明這3個SNP位點與大黃魚哈維氏弧菌抗性顯著相關。連鎖不平衡分析結果顯示,的SNPs可形成1個單倍塊和11種單倍型, 而的SNPs可形成1個單倍塊和5種單倍型。其中,基因的單倍型H2(CCCCGGTACC)、H6(TCCCACTGTC)和H9(TCCCAGTGCC)與大黃魚哈維氏弧菌抗性顯著相關;基因的單倍型H1(CCCG)和H4(TCCG)與大黃魚哈維氏弧菌抗性極顯著相關。這些和基因的SNP位點以及單倍型可以作為抗哈維氏弧菌病大黃魚選育的候選分子標記。
大黃魚(); 干擾素刺激基因; 單核苷酸多態性; 哈維氏弧菌
由干擾素(Interferons, IFNs)介導的天然免疫在生物體抗病毒感染方面發揮重要的作用。當干擾素與細胞表面的受體結合后, 可以通過JAK-STAT信號通路引發級聯信號放大反應, 誘導數以百計的干擾素刺激基因(Interferon-stimulated genes, ISGs)表達, 進而發揮抗病毒免疫功能(Schneider, 2014)。在眾多已報道的干擾素刺激基因中, 干擾素刺激基因15 (Interferon-stimulated gene 15,)是最早被報道的干擾素刺激基因(Blomstrom, 1986)。ISG15蛋白包含3個結構域: 兩個串聯的泛素樣結構域(ubiquitin-like domain)、短連接序列(short linker)和羧基端LRGG基序(LRGG conjugation motif) (Zhang, 2011)。胞內ISG15前體蛋白能夠通過泛素激活酶(E1)-泛素結合酶(E2)-泛素連接酶(E3)三酶級聯反應共價結合到靶蛋白上并對靶蛋白進行ISG化修飾(ISGylation) (嵇祝星等, 2022), 進而發揮抗病毒作用。另外, ISG15單體蛋白還可以作為細胞因子被淋巴細胞、單核細胞等分泌到胞外, 發揮誘導淋巴細胞增殖和T淋巴細胞產生干擾素等功能(D’Cunha, 1996)。
硬骨魚類同樣具有基因。O’Farrell等(2002)首先從虹鱒()的白細胞cDNA文庫中鑒定到了魚類的基因。隨后, 學者們相繼對鯽魚() (Liu, 2002)、斜帶石斑魚() (Huang, 2013)、草魚() (Dai, 2017)等10多種魚類的基因開展了研究。魚類的ISG15同樣包含3個結構域, 即兩個串聯的泛素樣結構域、短連接序列和LRGG基序(Shen, 2019)。研究結果表明, 病毒和細菌感染(Wang, 2012)均能夠有效誘導魚類的表達量上調。魚類的胞內ISG15蛋白也能與靶蛋白共價結合進行ISG化修飾(Liu, 2002)。魚類ISG15單體蛋白也能夠作為細胞因子被頭腎淋巴細胞分泌到胞外(Wang, 2012)。這些結果有力地證明魚類在抗病毒和細菌天然免疫方面發揮重要的作用。
大黃魚()隸屬于鱸形目(Perciformes)、石首魚科(Sciaenidae), 是我國東部沿海地區最重要的經濟養殖魚類之一(Liu, 2008)。隨著大黃魚養殖規模的迅速擴大以及集約化程度的不斷提高, 各種養殖疾病不斷出現且日趨嚴重(唐嘉嘉等, 2022)。在細菌性疾病中, 由哈維氏弧菌()等弧菌屬細菌感染引起的弧菌病是大黃魚網箱養殖過程中最為常見的病害, 對大黃魚的養殖造成嚴重的危害(徐曉津等, 2010)。隨著分子生物學技術的不斷發展, 越來越多的學者開始開展大黃魚抗弧菌感染免疫分子機制方面的研究。近年來, 學者們先后對大黃魚溶菌酶(Zheng, 2007)、鐵調素(Hepcidin) (Wang, 2009)、Toll樣受體(Huang, 2011)等免疫相關基因開展了研究, 探討了這些基因在大黃魚抗弧菌感染免疫方面的功能。關于基因方面, Shen等(2019)首次從大黃魚中鑒定到了2個基因拷貝(和), 研究結果表明大黃魚的2個基因拷貝均在抗病毒和細菌天然免疫方面發揮作用。
利用分子標記輔助選擇培育高產優質抗逆良種, 已經成為大黃魚育種的重要手段之一(王志勇, 2014)。單核苷酸多態性(single nucleotide polymorphisms, SNPs)作為一種新型的分子遺傳標記, 被廣泛應用于動植物的分子遺傳選育(王晨陽等, 2019)。目前已經有相關學者在大黃魚中開展了與生長(張玉等, 2018)、抗逆(陳小明等, 2017)、抗病(孫明潔等, 2019)等性狀相關的SNP位點挖掘及關聯分析工作。這些研究結果, 為大黃魚優質抗逆新品種的遺傳選育提供了理論依據。本研究在前期分子克隆和基因表達基礎上, 進一步對大黃魚和基因的SNP位點進行篩選, 開展和基因多態性與哈維氏弧菌抗性的相關性分析, 以期為大黃魚抗病選育提供理論基礎。
試驗所用大黃魚采自浙江省舟山市水產研究所, 系該所用良種場保存的大黃魚親本繁育的用于增殖放流的F1代苗種。哈維氏弧菌菌株購自中國普通微生物菌種保藏管理中心, 魚類致病菌。隨機采集400尾大黃魚(體重約25 g), 暫養于海水溫度25 °C、鹽度25、pH 8.5、持續充氣的水族箱中。每天換水1次, 投餌2次, 適應1周確認大黃魚健康后開始實驗。大黃魚抗病和易感群體獲得的具體方法參考文獻(柴欣等, 2017), 人工感染哈維氏弧菌的具體方法參考文獻(Shen, 2019)。將哈維氏弧菌菌種接種于含有2% NaCl的LB培養基中, 28 °C培養至對數中期。將菌液進行離心, 用無菌PBS洗滌2次, 重懸制成菌懸液并調整濃度至1×107CFU/mL。取暫養1周后的健康大黃魚400尾, 腹腔注射1×107CFU/mL濃度的菌懸液(劑量0.5 mL/100 g魚體重)。注射1 d后試驗魚開始出現死亡個體, 注射3 d后死亡個體數不斷上升, 至第8天死亡個體數達到最大, 隨后死亡個體數開始逐漸下降并趨于穩定, 注射10 d以后無死亡個體出現。注射10 d內共死亡大黃魚263尾, 死亡率達到65.75%。將哈維氏弧菌感染10 d內死亡并具有體表充血潰爛、肝脾腫大等明顯病癥的大黃魚個體作為易感組, 感染10 d后仍然存活的個體作為抗病組。分別采集易感組(100尾)和抗病組(100尾)個體的肌肉組織放入無水乙醇中, 保存于–20 °C冰箱備用。
利用天根生化科技(北京)有限公司的血液/細胞/組織基因組DNA提取試劑盒提取肌肉組織的基因組DNA。每尾個體取約30 mg肌肉組織, 根據試劑盒說明書步驟進行基因組DNA提取, 提取過程中注意避免基因組DNA污染。利用1%的瓊脂糖凝膠電泳檢測基因組DNA提取質量。提取好的基因組DNA樣品保存于–20 °C冰箱備用。
從GenBank數據庫下載大黃魚和基因的基因組序列(序列號: NC_040013), 選取和基因的5’和3’側翼序列, 利用Primer premier 5軟件設計2對PCR擴增引物(表1)。從易感組和抗病組中分別隨機選擇10尾大黃魚個體, 以基因組DNA為模板, 對和基因進行PCR擴增。PCR反應體系為20 μL, 包括: 10 μL Premix TaqTMDNA聚合酶(TaKaRa), 0.4 μL上游引物(10 μmol/L), 0.4 μL下游引物(10 μmol/L), 0.4 μL基因組DNA (50 ng/μL)以及8.8 μL ddH2O。PCR反應條件: 95 °C預變性5 min, 32個擴增循環(95 °C變性30 s, 56 °C退火30 s, 72 °C延伸40 s), 最后72 °C延伸10 min。取少量PCR產物利用1%瓊脂糖凝膠電泳進行PCR產物確認, 最后將PCR產物送測序公司進行測序。利用MEGA4軟件對擴增產物的測序結果進行比對, 篩選出等位基因頻率大于20%的位點作為候選SNP位點(柴欣等, 2017)。對篩選到的SNP位點進行統計, 并參考ISG15蛋白的功能結構域(Shen, 2019), 對SNP位點進行功能結構域定位分析。

表1 大黃魚ISG15-1和ISG15-2基因多態性檢測引物
根據篩選到的和基因SNP位點, 利用上述兩對引物分別對易感組和抗病組大黃魚個體的和基因序列進行PCR擴增和直接測序。利用DNAStar軟件包中的SeqMan軟件對測序結果和測序峰圖進行分析, 純合型SNP的測序峰圖為單一峰型, 而雜合型SNP的測序峰圖為雙峰。通過測序峰圖分析, 對和基因的SNP位點進行分型。
對分型成功的和基因的SNP位點在易感組和抗病組中的基因型頻率、等位基因頻率等進行統計, 利用SPSS19.0軟件進行卡方檢驗(2test), 對大黃魚和基因SNP多態性與哈維氏弧菌抗性的關聯性開展分析。
利用SHEsis在線分析軟件(http://analysis.bio-x. cn/myAnalysis.php)對和基因的SNP位點分別進行連鎖不平衡(linkage disequilibrium)分析和單倍型(haplotype)分析。利用卡方檢驗對和基因的單倍型與哈維氏弧菌抗性的關聯性進行分析。
本研究通過對10尾易感組和10尾抗病組大黃魚個體的和基因編碼序列分別進行PCR擴增, 利用直接測序法檢測分析, 在480 bp的基因(圖1a, 1b)和468 bp的基因(圖1a, 1b)編碼序列上分別篩選到10個和4個SNP位點(表2)。在基因的10個SNP位點中, 186 G/C和209 G/T屬于堿基顛換(表2), 其余8個SNP位點屬于堿基轉換(表2)。基因上的4個SNP位點(83 C/T、181 A/G、186 G/C和209 G/T)引起氨基酸發生改變, 屬于非同義替代(Nonsynonymous substitution); 其余6個SNP位點未引起氨基酸改變, 屬于同義替代(Synonymous substitution) (表2)。在的4個SNP位點中, 1個SNP位點(297 G/T)屬于堿基顛換, 其余3個位點均屬于堿基轉換(表2)。基因的2個SNP位點(83 C/T和170 C/T)屬于非同義替代; 而165 C/T和297 G/T位點均屬于同義突變(表2)。
經功能結構域定位分析發現, 這些篩選到的SNP位點均位于和蛋白的泛素樣結構域(圖1c)。在的10個SNP位點中, 7個位點(83 C/T、156 C/T、165 C/T、171 C/T、181 A/G、186 G/C和209 G/T)位于第1個泛素樣結構域上, 而3個位點(249 A/G、312 C/T和318 C/T)則位于第2個泛素樣結構域上(圖1c)。在的4個SNP位點中, 3個位點(83 C/T、165 C/T和170 C/T)位于第1個泛素樣結構域上, 而297 G/T位點則位于第2個泛素樣結構域上(圖1c)。

注: a. 大黃魚和基因結構圖。外顯子用黑色方框表示, 內含子用黑色直線表示。NCBI基因組序列的序列號為NC_040013。b. 大黃魚和蛋白氨基酸序列比對。c. SNP位點在和編碼區的分布。泛素樣結構域(Ubiquitin-like domain, UBL)用藍色標記, 連接序列(Linker)用紅色標記, 泛素共軛基序(Ubiquitin conjugation motif)用橙色標記

表2 大黃魚ISG15-1和ISG15-2基因SNP位點信息
注: S表示同義替代, N表示非同義替代
本研究對易感組和抗病組大黃魚個體的和基因SNP位點序列進行PCR擴增和直接測序。通過核苷酸比對和測序峰圖分析, 成功對的10個SNP位點和的4個SNP位點進行了分型(以基因的181 A/G位點和基因的297 G/T位點的測序峰圖為例, 圖2)。

圖2 大黃魚ISG15-1和ISG15-2基因測序峰圖序列分析
注: a.基因186 G/C位點測序峰圖; b.基因297 G/T位點測序峰圖。SNP位點用箭頭表示
對分型成功的基因10個SNP位點和基因4個SNP位點在100尾易感群體和100尾抗病群體中的基因型頻率和等位基因頻率進行了統計, 結果如表3和表4所示。利用SPSS19.0軟件進行卡方檢驗發現,基因的186 G/C和318 C/T這2個位點的基因型頻率和等位基因頻率在易感群體和抗病群體中均存在極顯著差異(<0.01, 表3)。基因的181 A/G、209 G/T和312 C/T這3個位點的基因型頻率和等位基因頻率在易感群體和抗病群體中均存在顯著差異(<0.05, 表3)。基因156 C/T和249 A/G位點的等位基因頻率在易感群體和抗病群體中差異顯著(值分別為0.041和0.031, 表3), 但這2個SNP位點的基因型頻率在易感群體和抗病群體中差異均不顯著(值分別為0.128和0.073, 表3)。對于基因, 經卡方檢驗發現, 165 C/T位點的基因型頻率和等位基因頻率在易感群體和抗病群體中差異顯著(值分別為0.021和0.003, 表4), 297 G/T位點的基因型頻率和等位基因頻率在易感群體和抗病群體中差異極顯著(<0.01, 表4)。但是基因的83 C/T和170 C/T這2個位點的基因型頻率和等位基因頻率在易感群體和抗病群體中的差異均不顯著(>0.05, 表4)。

表3 大黃魚ISG15-1基因SNP位點在易感群體和抗病群體中的頻率分布
注: SI表示易感個體(susceptible individuals), RI表示抗病個體(resistant individuals), 數據表示個體數量及其在群體中所占百分比;*表示差異顯著(<0.05),**表示差異極顯著(<0.01)。下同

表4 大黃魚ISG15-2基因SNP位點在易感群體和抗病群體中的頻率分布
利用SHEsis軟件對和基因的SNP位點進行了連鎖不平衡分析, 結果如圖3所示。的10個SNP位點間均存在不同程度的連鎖不平衡(圖3a), 形成1個連鎖不平衡單倍塊(Block 1)和11種單倍型(表5)。其中, 單倍型H3 (CCCCGGTACT)和H5 (CTCCGCGACC)與大黃魚哈維氏弧菌易感性狀極顯著相關(<0.01, 表5); 單倍型H2 (CCCCGG TACC)、H6 (TCCCACTGTC)和H9 (TCCCAGTGCC)與大黃魚哈維氏弧菌抗病性狀顯著相關(<0.05, 表5)。而的4個SNP位點間同樣存在不同程度的連鎖不平衡(圖3b), 形成1個連鎖不平衡單倍塊(Block 1)和5種單倍型(表6)。其中, 單倍型H1 (CCCG)和H4 (TCCG)與大黃魚哈維氏弧菌抗病性狀極顯著相關(<0.01, 表6); 單倍型H2 (CCCT)與大黃魚哈維氏弧菌易感性狀極顯著相關(<0.01, 表6)。

圖3 大黃魚ISG15-1和ISG15-2基因SNP位點連鎖不平衡分析
注: a.基因SNP位點連鎖不平衡分析, b.基因SNP位點連鎖不平衡分析。方塊中的數值為連鎖不平衡系數(’, 單位: %), 白色(’=0), 粉色(0<’<1), 紅色(’=1)

表5 大黃魚ISG15-1基因單倍型在易感群體和抗性群體中的分布

表6 大黃魚ISG15-2基因單倍型在易感群體和抗性群體中的分布
研究表明干擾素刺激基因在硬骨魚類抗病毒和細菌天然免疫方面發揮非常重要的作用(Wang, 2012; Huang, 2013)。我們的前期研究發現,和同樣參與了大黃魚抗細菌感染天然免疫反應(Shen, 2019)。然而, 關于大黃魚基因SNP位點挖掘及與抗病性狀關聯分析的研究, 目前國內外尚未見報道。本研究從大黃魚和基因編碼序列上分別篩選到10個和4個SNP位點, 分別占和編碼序列總堿基的2.08%和0.85%。以上結果表明, 大黃魚基因(尤其是基因拷貝)的編碼序列多態性較低。這可能與基因較高的進化保守性有關, 因為不同硬骨魚類基因的序列同源相似性非常高(Huang, 2013)。另外, 大黃魚基因上篩選到的SNP位點數量多于基因, 表明基因編碼序列多態性高于基因。這可能與和基因在進化過程中受到的選擇壓力不同有關。相關生物信息學研究的證據表明,強烈的選擇壓力會導致基因的遺傳多態性降低(Metzger, 2015)。對大黃魚和基因開展的分子進化分析結果顯示,基因拷貝受到了強烈的正選擇作用并發生了適應性進化(Shen, 2019)。另外, 有報道指出大多數SNP位點通常位于對蛋白質無直接影響的基因組非編碼區域, 而基因編碼區域的SNP位點往往比較少(Syv?nen, 2001)。對動植物基因組開展的SNPs研究也發現, 非編碼區域SNP位點的頻率大于編碼區域(Ching, 2002; Zhao, 2003)。柴欣等(2017)從團頭魴() MHC IIα基因上總共篩選到35個SNP位點, 僅有13個位于該基因的編碼區。陳校輝等(2013)從黃顙魚() MSTN基因上篩選到8個SNP位點, 其中只有1個位點位于該基因的編碼區。孫千惠等(2019)從團頭魴的基因上只篩選到了2個SNP位點, 且均位于非編碼區域。因此, 今后可以對大黃魚和基因的非編碼序列開展遺傳多態性研究, 以期能篩選到更多的SNP位點。
通過對篩選到的SNP位點進行分型并開展哈維氏弧菌抗性關聯分析發現, 大黃魚基因186 G/C和318 C/T位點的基因型頻率以及等位基因頻率在易感群體和抗病群體中均存在極顯著差異(<0.01)。其中, 186 G/C位點的GG基因型在易感群體中為優勢基因型(50.0%), GC基因型在抗病群體中為優勢基因型(61.0%); 318 C/T位點的CT基因型在易感群體中為優勢基因型(19.0%), CC基因型在抗病群體中為優勢基因型(95.0%) (表3)。這些結果表明, 大黃魚基因186 G/C位點的GC基因型以及318 C/T位點的CC基因型與大黃魚抗哈維氏弧菌感染呈顯著相關性。大黃魚基因297 G/T位點的基因型頻率和等位基因頻率在易感群體和抗病群體中均存在極顯著差異(<0.01), GT基因型在易感群體中為優勢基因型(43.0%), GG基因型在抗病群體中為優勢基因型(48.0%) (表4)。該結果表明, 大黃魚基因297 G/T位點的GG基因型與大黃魚抗哈維氏弧菌感染呈顯著相關性。
對和基因的SNP位點開展連鎖不平衡分析發現,的10個SNP位點間以及的4個SNP位點間均存在不同程度的連鎖不平衡(圖3)。對尼羅羅非魚()的基因開展SNP篩選及抗性關聯分析發現, 從尼羅羅非魚基因上篩選到的SNP位點間同樣存在大量的連鎖不平衡(高風英等, 2018)。對吉富尼羅羅非魚(, GIFT)基因5’調控區序列開展的SNP位點挖掘及抗病性狀關聯分析表明, 從基因上篩選到的SNP位點間也存在大量的連鎖不平衡, 其中2個SNP位點處于完全連鎖狀態(陳昆平等, 2018)。而對草魚的TLR22基因開展的遺傳多態性研究發現, 草魚TLR22基因的5個SNP位點間也存在不同程度的連鎖不平衡(Su, 2012)。本研究通過連鎖不平衡分析, 在大黃魚中發現了與哈維氏弧菌易感性狀極顯著相關的單倍型H3 (CCCCGGTACT)和H5 (CTCCGCGACC)以及與抗哈維氏弧菌感染性狀顯著相關的單倍型H2 (CCCCGGTACC)、H6 (TCCCACTGTC)和H9 (TCCCAGTGCC); 同時在大黃魚中發現了與抗哈維氏弧菌感染性狀極顯著相關的單倍型H1 (CCCG)和H4 (TCCG)以及與哈維氏弧菌易感性狀極顯著相關的單倍型H2 (CCCT)。本研究篩選到的抗病SNP位點(特別是的186 G/C和318 C/T以及的297 G/T)和單倍型(的H2、H6和H9以及的H1和H4)可作為大黃魚分子育種的候選分子標記, 為抗哈維氏弧菌病大黃魚品系的遺傳選育提供理論基礎。
本研究從大黃魚和基因中分別篩選到10個和4個SNP位點并進行了成功分型。其中,基因的186 G/C和318 C/T位點以及基因的297 G/T位點與大黃魚哈維氏弧菌抗性呈極顯著相關。通過開展連鎖不平衡分析發現,基因的10個SNP位點間以及基因的4個SNP位點間均存在不同程度的連鎖不平衡。其中,基因的單倍型H2 (CCCCGGTACC)、H6 (TCCCACTGTC)和H9 (TCCCAGTGCC)與大黃魚哈維氏弧菌抗性顯著相關;基因的單倍型H1 (CCCG)和H4 (TCCG)與大黃魚哈維氏弧菌抗性極顯著相關。這些和基因的SNP位點以及單倍型可以作為抗哈維氏弧菌病大黃魚選育的候選分子標記。
王志勇, 2014. 大黃魚優質、抗逆品種的培育[J]. 中國科技成果(3): 17-18.
王晨陽, 王璐, 張銳虎, 等, 2019. SNP標記在動物遺傳育種及人類疾病動物模型研究中的應用[J]. 中國比較醫學雜志, 29(4): 120-125.
孫千惠, 田萬平, 羅航, 等, 2019. 團頭魴hepcidin基因單核苷酸多態性及與抗病性狀的相關性[J]. 華中農業大學學報, 38(2): 38-44.
孫明潔, 張娜, 徐善良, 等, 2019. 兩種弧菌感染大黃魚免疫相關基因的SNP位點分析[J]. 上海海洋大學學報, 28(5): 772-781.
張玉, 韓明星, 曹明月, 等, 2018. 大黃魚FST基因SNP篩選及與生長性狀相關性分析[J]. 核農學報, 32(5): 883-891.
陳小明, 李佳凱, 王志勇, 等, 2017. 基于簡化基因組測序的大黃魚耐高溫性狀全基因組關聯分析[J]. 水生生物學報, 41(4): 735-740.
陳昆平, 盧邁新, 劉志剛, 等, 2018. 吉富尼羅羅非魚Ikaros基因5’調控區的克隆、序列分析及抗無乳鏈球菌相關SNP位點篩選[J]. 中國水產科學, 25(2): 237-250.
陳校輝, 劉朋朋, 王明華, 等, 2013. 黃顙魚()MSTN基因SNP位點與體重的相關性分析[J]. 海洋與湖沼, 44(6): 1566-1569.
柴欣, 胡曉坤, 馬徐發, 等, 2017. 團頭魴Ⅱ基因的SNP位點開發、鑒定及與抗病性狀關聯分析[J]. 華中農業大學學報, 36(4): 76-82.
徐曉津, 徐斌, 王軍, 等, 2010. 大黃魚感染哈維氏弧菌后血液生化指標的變化及組織病理學觀察[J]. 水產學報, 34(4): 618-625.
高風英, 盧邁新, 曹建萌, 等, 2018. 尼羅羅非魚IPS-1基因SNP位點的篩選及其與鏈球菌抗性的關聯分析[J]. 農業生物技術學報, 26(1): 20-33.
唐嘉嘉, 江飚, 李志成, 等, 2022. 養殖大黃魚寄生蟲病的研究進展[J]. 水產科學, 41(1): 150-159.
嵇祝星, 王曉泉, 劉曉文, 等, 2022. 干擾素刺激基因15(ISG15)在天然免疫中的抗病毒作用研究進展[J]. 中國免疫學雜志, 38(2): 253-258.
BLOMSTROM D C, FAHEY D, KUTNY R,, 1986. Molecular characterization of the interferon-induced 15-kDa protein. Molecular cloning and nucleotide and amino acid sequence [J]. The Journal of Biological Chemistry, 261(19): 8811-8816.
CHING A, CALDWELL K S, JUNG M,, 2002. SNP frequency, haplotype structure and linkage disequilibrium in elite maize inbred lines [J]. BMC Genetics, 3: 19.
DAI Z, LI J C, HU C Y,, 2017. Transcriptome data analysis of grass carp () infected by reovirus provides insights into two immune-related genes [J]. Fish & Shellfish Immunology, 64: 68-77.
D'CUNHA J, KNIGHT JR E, HAAS A L,, 1996. Immunoregulatory properties of ISG15, an interferon-induced cytokine [J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 93(1): 211-215.
HUANG X H, HUANG Y H, CAI J,, 2013. Molecular cloning, expression and functional analysis of ISG15 in orange-spotted grouper,[J]. Fish & Shellfish Immunology, 34(5): 1094-1102.
HUANG X N, WANG Z Y, YAO C L, 2011. Characterization of Toll-like receptor 3 gene in large yellow croaker,[J]. Fish & Shellfish Immunology, 31(1): 98-106.
LIU M, DE MITCHESON Y S, 2008. Profile of a fishery collapse: why mariculture failed to save the large yellow croaker [J]. Fish and Fisheries, 9(3): 219-242.
LIU M J, REIMSCHUESSEL R, HASSEL B A, 2002. Molecular cloning of the fish interferon stimulated gene, 15 kDa (ISG15) orthologue: a ubiquitin-like gene induced by nephrotoxic damage [J]. Gene, 298(2): 129-139.
METZGER J, KARWATH M, TONDA R,, 2015. Runs of homozygosity reveal signatures of positive selection for reproduction traits in breed and non-breed horses [J]. BMC Genomics, 16: 764.
O'FARRELL C, VAGHEFI N, CANTONNET M,, 2002. Survey of transcript expression in rainbow trout leukocytes reveals a major contribution of interferon-responsive genes in the early response to a rhabdovirus infection [J]. Journal of Virology, 76(16): 8040-8049.
SCHNEIDER W M, CHEVILLOTTE M D, RICE C M, 2014. Interferon-stimulated genes: a complex web of host defenses [J]. Annual Review of Immunology, 32: 513-545.
SHEN B, WEI K, GUO S Y,, 2019. Molecular characterization and expression analyses of two homologues of interferon- stimulated gene ISG15 in(Family: Sciaenidae) [J]. Fish & Shellfish Immunology, 86: 846-857.
SU J G, HENG J F, HUANG T,, 2012. Identification, mRNA expression and genomic structure ofand its association with GCRV susceptibility/resistance in grass carp () [J]. Developmental & Comparative Immunology, 36(2): 450-462.
SYV?NEN A C, 2001. Accessing genetic variation: genotyping single nucleotide polymorphisms [J]. Nature Reviews Genetics, 2(12): 930-942.
WANG K J, CAI J J, CAI L,, 2009. Cloning and expression of a hepcidin gene from a marine fish () and the antimicrobial activity of its synthetic peptide [J]. Peptides, 30(4): 638-646.
WANG W, ZHANG M, XIAO Z Z,, 2012.ISG15: a secreted cytokine-like protein that stimulates antiviral immune response in a LRGG motif- dependent manner [J]. PLoS One, 7(9): e44884.
ZHANG D X, ZHANG D E, 2011. Interferon-stimulated gene 15 and the protein ISGylation system [J]. Journal of Interferon & Cytokine Research, 31(1): 119-130.
ZHAO Z M, FU Y X, HEWETT-EMMETT D,, 2003. Investigating single nucleotide polymorphism (SNP) density in the human genome and its implications for molecular evolution [J]. Gene, 312: 207-213.
ZHENG W B, TIAN C, CHEN X H, 2007. Molecular characterization of goose-type lysozyme homologue of large yellow croaker and its involvement in immune response induced by trivalent bacterial vaccine as an acute-phase protein [J]. Immunology Letters, 113(2): 107-116.
SINGLE NUCLEOTIDE POLYMORPHISMS AND ITS ASSOCIATION WITH DISEASE RESISTANT TRAIT OFGENES IN
LI Feng-Xin1, YIN Xiao-Long2, LU De-Zheng1, LIU Cheng1, ZHANG Jian-She1, SHEN Bin1
(1. National Engineering Research Center of Marine Facilities Aquaculture, Zhejiang Ocean University, Zhoushan 316022, China; 2. Zhoushan Fisheries Research Institute of Zhejiang Province, Zhoushan 316111, China)
Individuals of large yellow croaker () were infected by bacterial, from which susceptible and resistant ones were grouped. The single nucleotide polymorphisms (SNPs) of interferon-stimulated genecopies (and) in large yellow croaker were screened and genotyped by PCR amplification and direct DNA sequencing, and the association of SNPs with the resistance of large yellow croaker towas analyzed. Results show that, 10 and 4 SNPs were screed and successfully genotyped from theandgene, respectively. The statistical analyses showed that the differences of genotype and allele frequencies of 186 G/C and 318 C/T ingene and 297 G/T ingene were extremely significant between the susceptible and resistant groups, indicating that the three SNPs were significantly associated with the resistance of large yellow croaker toinfection. In addition, the linkage disequilibrium analyses showed that the 10 SNPs ofgene formed 1 haplotype block and 11 haplotypes, and the 4 SNPs ofgene formed 1 haplotype and 5 haplotypes. Thereinto, haplotypes of H2 (CCCCGGTACC), H6 (TCCCACTGTC), and H9 (TCCCAGTGCC) ofgene, and haplotypes of H1 (CCCG) and H4 (TCCG) ofgene were all significantly associated with the resistance of large yellow croaker toinfection. These SNPs and haplotypes ofandgenes could be used as candidate molecular markers for selective breeding of disease resistant varieties of large yellow croaker.Key words; interferon-stimulated gene; single nucleotide polymorphism;
S917.4
10.11693/hyhz20220400104
*浙江省自然科學基金項目, LY19D060004號。李鳳欣, 碩士研究生, E-mail: 17865815170@163.com
沈 斌, 碩士生導師, E-mail: shenbin@zjou.edu.cn
2022-04-22,
2022-06-18