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花鲈细胞系的建立及特定性状的分子解析

撰写时间:2022-04-12 [来源:南海水产研究所 ]

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获奖名称及等级:2021年度中国水产科学研究院科学技术奖(二等奖)

主要完成单位:中国水产科学研究院南海水产研究所,珠海市现代农业发展中心,珠海德洋水产养殖有限公司,饶平县少华水产科技有限公司

主要完成人员:邱丽华,王鹏飞,闫路路,赵超,李勇,范嗣刚,张博,郭奕惠,杨铿,许海东,郭永坚,李望东,许晓东,郑少华

成果简介:

项目以花鲈为研究对象,通过细胞培养方法改良,建立了一套完整的花鲈细胞培养技术,获得多个组织细胞系,并在科学研究、病毒繁育及病毒保种中实现应用;利用基因组、全长转录组及小RNA组及分子生物学相关技术,对基因组进行整合与重注释,建立了优质基因资源库,获得与免疫、生殖等特定性状相关的重要基因;在不同水平对特定性状相关的重要基因和蛋白功能进行分子分析,确定信号转导通路,为深入解析花鲈免疫、繁育调控机理奠定了基础。

1. 首次培养获得花鲈动脉球、血管囊组织细胞系,为硬骨鱼类首例。

建立了花鲈5种不同组织细胞系(动脉球、血管囊、脑、头肾及肝脏),确定了其生长特性和生物学特征,并以此为基础构建鱼类免疫、生殖等调控机制研究平台,同时丰富了水产养殖鱼类经济性状核心内涵。其中,培养获得花鲈动脉球和血管囊组织细胞系,为硬骨鱼类首例,分别已传50代和30代以上;动脉球细胞系转染效率高,可为花鲈体外实验提供理想细胞系,促进基础科学研究;血管囊作为鱼类特有的光周期感受器,花鲈血管囊组织细胞系构建为研究光周期介导的鱼类季节性繁殖调控机理提供了重要材料。花鲈脑细胞系通过逐代驯化,培养成本缩减达70%,培养成本的大幅度降低低可促进细胞制剂相关产品的研发,具有成果转化潜力。肝脏和头肾细胞系均对花鲈致病病毒敏感,有助于病毒繁育、抗病毒免疫机制解析和细胞疫苗制备等。

2. 对基因组序列整合与重注释,获得了一批花鲈特定性状相关的基因资源。

构建了多个组织的转录组、全长转录组及小RNA数据库,重新注释了花鲈基因组数据,获得了一批潜在参与包括细菌免疫、缺氧响应、光周期调控、生长发育在内的众多生理功能基因:其中挖掘参与抗细菌相关基因89条;参与缺氧再复氧调控基因76条;季节性繁殖节律调控基因29条,获得新miRNA 485条,挖掘光周期调控miRNA 28条;参与生长发育相关基因100余条。从组学层面深入挖掘花鲈特定性状功能基因资源,可全面获得花鲈特定状态下相关基因信息,为更精准把控花鲈免疫、生殖等性状的关键信号通路研究提供数据支撑,为开展花鲈种质创新和分子育种提供了物质和技术基础。

3. 对免疫相关基因进行功能分子解析,确定2条关键信号传导通路。

系统地研究了免疫调控关键因子,对因子之间及其与上下游基因之间的调控关系、功能特征进行研究及验证,明确了花鲈“TLR信号通路”、“干扰素信号通路”,绘制出多种细胞因子的分子调控网络通路图。为阐明花鲈先天免疫调控机制奠定了重要的理论基础。

4. 解析花鲈季节性繁殖的分子调控机制,首次提出鱼类“血管囊-下丘脑-垂体-性腺(SHPG)轴”的概念。

针对花鲈季节性繁殖存在的问题,重点解析了生殖调控基因的功能,阐明了Kiss/Dyn-GnRH系统在光周期诱导花鲈季节性繁殖中的分子调控机制。创新性提出鱼类“血管囊-下丘脑-垂体-性腺(SHPG)轴”的概念,并证明光周期诱导的鱼类季节性繁殖受到SHPG轴的精密调控。研究成果为人工促进花鲈提前繁殖提供了理论支持,对实现花鲈雌雄亲鱼同步性成熟和扩大花鲈繁育地理范围具有重要意义。

5. 发表学术论文14篇,其中SCI期刊收录11篇,一区6篇。授权发明专利1件、实用新型1件、软件著作权21件;培养研究生15名,毕业5名;培养科技人才多名,1人晋升二级研究员、3人晋升副研究员,1人获得海南省“领军人才”称号、1人入选广州市“珠江科技新星”、1人入选水科院“第五批百名科技英才培育计划”。


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