重组鲮IGF-Ⅰ对鲮GH表达的影响

黄燕琴, 张殿昌, 苏天凤, 朱彩艳, 江世贵

黄燕琴, 张殿昌, 苏天凤, 朱彩艳, 江世贵. 重组鲮IGF-Ⅰ对鲮GH表达的影响[J]. 南方水产科学, 2006, 2(5): 19-24.
引用本文: 黄燕琴, 张殿昌, 苏天凤, 朱彩艳, 江世贵. 重组鲮IGF-Ⅰ对鲮GH表达的影响[J]. 南方水产科学, 2006, 2(5): 19-24.
HUANG Yanqin, ZHANG Dianchang, SU Tianfeng, ZHU Caiyan, JIANG Shigui. The effect of recombinant mud carp insulin-like growth factor-Ⅰ (IGF-Ⅰ) on expression of growth hormone(GH)in mud carp, Cirrhinus molitorella[J]. South China Fisheries Science, 2006, 2(5): 19-24.
Citation: HUANG Yanqin, ZHANG Dianchang, SU Tianfeng, ZHU Caiyan, JIANG Shigui. The effect of recombinant mud carp insulin-like growth factor-Ⅰ (IGF-Ⅰ) on expression of growth hormone(GH)in mud carp, Cirrhinus molitorella[J]. South China Fisheries Science, 2006, 2(5): 19-24.

重组鲮IGF-Ⅰ对鲮GH表达的影响

基金项目: 

广东省自然科学基金 033102

详细信息
    作者简介:

    黄燕琴(1980-),女,硕士研究生,从事分子生物学研究。E-mail: yezihuang@tom.com

    通讯作者:

    江世贵,E-mail:jiangsg@21cn.com

  • 中图分类号: Q522+.2

The effect of recombinant mud carp insulin-like growth factor-Ⅰ (IGF-Ⅰ) on expression of growth hormone(GH)in mud carp, Cirrhinus molitorella

  • 摘要:

    使用半定量RT-PCR方法检测了鲮各组织中GH mRNA的表达,并分析重组鲮IGF-Ⅰ处理后鲮GH表达变化情况。结果表明:鲮的GH mRNA表达具有明显的组织特异性,在鲮的肝、肾、脾、肌肉、肠、鳃、性腺、心脏和皮肤中都未检测到GH mRNA表达,只在鲮脑中检测到GH mRNA表达;经重组鲮IGF-Ⅰ处理后,鲮脑中GH mRNA稍有升高,但在肝和肌肉中仍未检测到GH mRNA表达;重组鲮IGF-Ⅰ处理前后,鲮血清中GH浓度变化不明显。

    Abstract:

    The study was conducted to examine the expression of GH mRNA in different tissues of mud carp by semi-quantitative RT-PCR and the effects of recombinant mud carp insulin-like growth factor-Ⅰ(rmcIGF-Ⅰ) on expression of GH in mud carp. GH mRNA detection result of brain of mud carp was positive, and the other tissues detections results were negative, including liver, kidney, spleen, muscle, intestine, gill, gonad, heart and skin. GH mRNA levels increased a little in brain in response to rmcIGF-Ⅰ, but the treated fish exhibited no obvious change in sera GH concentration following rmcIGF-Ⅰ injection.

  • 湛江港位于广东西南部沿岸,该水域处于亚热带到热带的过渡海域,海岸线曲折,附近有东海岛、南三岛和硇洲岛等大小岛屿。湛江港邻近水域既受沿岸低盐水的影响,亦与南海北部表层水团的消长密切相关,水域环境季节变化较为显著,饵料生物十分丰富,复杂的水域生态环境给各种游泳生物栖息提供了有利的条件,并形成了水域生物多样性程度较高的生态特点,是多种经济鱼、虾、贝类繁殖和育肥的场所。有关该水域游泳生物种类组成和资源密度现状并未见过报道,本文根据2005年对该水域进行渔业资源现状调查的结果撰写而成,旨在为该水域游泳生物种类组成和资源密度现状提供背景材料,同时也为该水域游泳生物的合理开发利用提供科学依据。

    资料取自2005年湛江港邻近水域秋冬2季的调查结果,调查时间为9月(秋季)和12月(冬季);2季调查各设置6个底拖网站位,调查均按《海洋调查规范》进行,每个站位拖网1次,拖时为1 h,平均拖速为2.85 kn。

    调查船:“粤湛江07058”,该船总吨位18 t,主机功率为110 kW,船体全长18.0 m,船宽4.6 m,吃水深2.0 m;调查网具:底拖网,浮纲长18 m,沉纲长28 m,网衣全长26 m,网口目大40 mm,网囊目大20 mm。

    关于资源密度的计算方法,采用扫海面积法[1]进行估算。求算公式为:

    $$ D=C / a(1-E) $$

    式中:D为资源密度(kg·km-2);C为渔获率(kg·h-1);E为逃逸率取0.5[2]a为调查船每小时的扫海面积(km2),扫海宽度取浮纲长的2/3,拖速取平均拖速2.85 kn。

    湛江港邻近水域秋冬2季调查捕获游泳生物共131种,分隶于16目60科91属。其中鱼类89种,占总种数的67.94%,分隶于11目46科70属。鱼类中硬骨鱼类87种,占鱼类总种数的97.75%,软骨鱼类2种,占鱼类总种数的2.25%。硬骨鱼类中以鲈形目的种类数最多,共21科31属44种,占鱼类总种数的49.44%,其次为鲽形目,4科7属9种,占鱼类总种数的10.11%;甲壳类有34种,占总种数的25.95%,分隶于2目10科16属,其中虾类15种,占甲壳类种类数的44.12%,蟹类14种,占41.18%,虾蛄类5种,占14.70%;头足类有8种,占总种数的6.11%,分隶于3目4科5属,包括枪形目1科1属3种、乌贼目1科2属3种和八腕目2科2属2种(表 1)。

    表  1  湛江港邻近水域游泳生物种类组成
    Table  1.  Species composition of necton in the adjacent waters of Zhanjiang port
    类别
    type of species

    order
    数量numbers
    科families 属genus 种species
    鱼类
    fish
    鲼形目Myliobatiformes 1 1 2
    鲱形目Clupeiformes 2 5 6
    灯笼鱼目Myctophiformes 2 3 3
    鳗鲡目Anguilliformes 4 5 6
    鲇形目Siluriformes 2 2 3
    月鱼目Lampridiformes 1 1 1
    鲻形目Mugiliformes 3 5 5
    鲈形目Perciformes 21 31 44
    鲉形目Scorpaeniformes 5 5 5
    鲽形目Pleuronectiforme 4 7 9
    鲀形目Tetraodontiforme 2 5 5
    甲壳类
    crustacean
    十足目Decapoda 8 14 29
    口足目Stomatopoda 2 2 5
    头足类
    cephalopoda
    枪形目Teuthoidea 1 1 3
    乌贼目Sepioidea 1 2 3
    八腕目Octopoda 2 2 2
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    湛江港邻近水域受沿岸低盐水和南海北部表层水团的共同影响,水域环境条件复杂,饵料生物丰富,水域环境季节变化较为显著,生物活动的生境与生态特点相对复杂,游泳生物的种类组成具有自身的特点。

    据陈琳[3]对珠江口伶仃洋鱼虾类区系特征的分析,湛江港邻近水域鱼类的区系特征是:以印度洋、太平洋区系的种类为主,占84.27%,属太平洋区系的种类居次,占10.11%,属于大西洋、印度洋、太平洋区系的种类最少,只占5.62%;从适温性来看,鱼类以暖水性的种类占绝对优势(91.01%),暖温性的种类相对较少(8.99%),没有出现冷水性种类;从鱼类适盐性分析,鱼类以海水性的种类占优势(85.39%),咸淡水性种类相对较少(14.61%),没有出现淡水种类;从鱼类栖息水层看,以底层、近底层占优势(89.89%),中上层鱼类种类相对较少(10.11%);从鱼类主要栖息场所分析,广泛分布于南海北部大陆架海域的种类最多,占80.90%,河口、近岸性种类居次,占15.73%,岩礁性种类最少,只占3.37%。

    根据陈琳[3]、刘瑞玉和钟振如[4]对南海甲壳类区系组成的分析,湛江港邻近水域的甲壳类以印度洋、太平洋区系种类为优势,占64.71%,属于太平洋区系的种类居次,占35.29%;从甲壳类适温性来看,以暖水性的种类为绝对优势,占82.35%,广温性的种类相对较少,占14.71%,暖温性的种类最少,只占2.94%,未出现冷水性种类。

    头足类中属于印度洋、太平洋区系的种类占75.00%,属于太平洋区系的种类占25.00%;从适温性来看,头足类以暖水性的种类为绝对优势,占62.50%,广温性的种类相对较少,占25.00%,暖温性的种类最少,只占12.50%,未出现冷水性种类。

    秋季游泳生物的平均渔获率为16.91 kg·h-1。其中,鱼类渔获率为13.99 kg·h-1,甲壳类渔获率为2.54 kg·h-1,头足类渔获率为0.38 kg·h-1。游泳生物渔获率最高的站位出现于Y1号站,为66.21 kg·h-1;各站位游泳生物渔获率从高到低依次为Y1(66.21 kg·h-1)、Y6(12.43 kg·h-1)、Y2(9.90 kg·h-1)、Y3(5.43 kg·h-1)、Y5(4.92 kg·h-1)、Y4(2.60 kg·h-1);不同区域游泳生物的渔获率湛江港区域为38.05 kg·h-1,湛江港外区域为4.02 kg·h-1,鉴江口区域为8.67 kg·h-1

    冬季游泳生物的平均渔获率为10.82 kg·h-1,其中,鱼类为7.98 kg·h-1,甲壳类为2.69 kg·h-1,头足类为0.15 kg·h-1。游泳生物渔获率最高的站位出现于Y1号站,为26.51 kg·h-1;各站位游泳生物渔获率从高到低依次为Y1(26.51 kg·h-1)、Y2(9.33 kg·h-1)、Y3(8.88 kg·h-1)、Y4(7.74 kg·h-1)、Y6(6.88 kg·h-1)、Y5(5.56 kg·h-1);不同区域游泳生物的渔获率湛江港区域为17.92 kg·h-1,湛江港外区域为8.31 kg·h-1,鉴江口区域为6.22 kg·h-1

    由上可知,游泳生物平均渔获率秋季比冬季高,在3个区域中2个季节均以湛江港区域为最高,秋季以湛江港外区域为最低,而冬季则以鉴江口区域为最低。

    用扫海面积法(密度指数法)估算2个季节调查海区资源密度的分布如图 1所示。

    图  1  2005年秋冬季游泳生物资源密度分布
    a. 秋季;b. 冬季
    Figure  1.  The distributing chart of stock density of necton in autumn and winter 2005
    a. autumn; b. winter

    秋季,湛江港邻近水域游泳生物的平均资源密度为528.44 kg·km-2,游泳生物资源密度最高的站位出现于Y1号站,为2 069.06 kg·km-2,主要由白姑鱼Argyrosomus argentatus、截尾白姑鱼A. aneus、杜氏叫姑鱼Jahnius dussumieri、皮氏叫姑鱼J. belengeri等组成,其中以截尾白姑鱼的资源密度最高;游泳生物资源密度从高到低依次为Y1>Y6>Y2>Y3>Y5>Y4;其中,湛江港区域游泳生物资源密度为1 189.06 kg·km-2,湛江港外区域为125.63 kg·km-2,鉴江口区域为270.94 kg·km-2。可以得出,游泳生物资源密度湛江港区域最高,其次为鉴江口区域,最低为湛江港外区域。

    冬季,湛江港邻近水域游泳生物的平均资源密度为338.13 kg·km-2,游泳生物资源密度最高的站位出现于Y1号站,为828.38 kg·km-2,主要由白姑鱼、黄姑鱼Nibea albiflora、六指马鲅Polynemus sextarius、皮氏叫姑鱼等组成,其中以黄姑鱼的资源密度最高;游泳生物资源密度最低的站位出现于Y6号站,为96.14 kg·km-2,主要六指马鲅、鳗鲇Plotosus angillaris、艾氏蛇鳗Ophichthus evermanni、少鳞NFDAC Sillago japonica等组成,并以六指马鲅的资源密度最高;游泳生物资源密度从高到低依次为Y1>Y2>Y3>Y4>Y6>Y5;其中,湛江港区域游泳生物资源密度为560.00 kg·km-2,湛江港外区域为259.69 kg·km-2,鉴江口区域为194.38 kg·km-2,可见,游泳生物资源密度湛江港区域最高,其次为湛江港外区域,鉴江口区域最低。

    从2季调查资料对比结果得出,游泳生物资源密度秋季明显高于冬季;在3个区域中游泳生物资源密度秋冬2季均以湛江港区域为最高,其主要组成种类为石首鱼科鱼类,最低的区域秋冬季正相反。

    湛江港是我国南方的重要港口,在国防、交通和渔业上均具有重要的地位,其邻近水域的渔业资源种类组成和密度分布是重要的基础资料,对合理利用渔业资源、周边地区的开发和港口的建设均有重要意义。

    已知分布在湛江港邻近水域主要的珍稀水生野生动物,有国家一级保护动物中华白海豚Sousa chinensis和国家二级保护动物黄唇鱼Bahaba flavolabiata。中华白海豚摄食对象主要是河口的咸淡水鱼类,解剖分析其胃含物,主要有凤鲚Coilia mystus、斑NFDA3 Clupanodon punctatus、银鲳Pampus argenteus、白姑鱼、龙头鱼Harpodon nehereus等常见种类,食性以中小型鱼类为主,由于该水域为咸淡水交汇处,水质肥沃,生物资源丰富,是多种鱼类的产卵场和繁育场,能为中华白海豚提供足够的饵料食物;黄唇鱼的成鱼主要栖息在浅近海水域,常进入河口区捕食鱼虾蟹类,幼鱼多栖息于河口或江河下游,以虾类为主要饵料,湛江港邻近水域是黄唇鱼经常出没的一个水域,2005年秋冬2季调查中虽然并未发现黄唇鱼,但以往渔民偶尔在2、3年间会捕到1、2尾,故仍应重视该水域的保护工作。当地渔业行政管理部门已充分认识到保护珍稀水生野生动物的重要性,拟申请建立中华白海豚和黄唇鱼自然保护区,但在没有正式成立自然保护区之前,应控制该水域的捕捞强度,以保证有足够的饵料供珍稀水生野生动物摄食,并应重视该水域的资源监测工作。

    过度捕捞是造成目前海洋渔业资源严重衰退的主要原因,湛江港邻近水域位于“幼鱼幼虾保护区”的范围之内,在此范围内是禁止拖网作业的,只允许刺网、笼捕及定置网作业。对于刺网作业,必须限制刺网作业船数、刺网作业的网具长度及网目大小;对于笼捕作业,必须限制笼捕数量;对于定置网作业,必须限制定置网作业数量及网目大小。但有些小型拖网渔船无视这一规定,违规在该水域拖网作业,而底拖网作业无疑是对幼鱼幼虾资源破坏强度最大的作业方式,必须加大对该水域的渔政执法和管理强度,杜绝拖网渔船在该水域作业,并禁止炸、电、毒等其他严重破坏渔业资源和生态环境的捕鱼作业行为,只有这样,才能维持该水域渔业资源自身的可持续性发展。近年来,由于湛江港邻近区域的工业发展、周边地区的开发、港口的建设和环境污染日益严重导致了该水域海洋生态环境的恶化,而海洋生态环境恶化是造成目前海洋渔业资源严重衰退的另一个主要原因。必须采取有效措施,保护生态环境,减少环境污染,只有这样,才能维持该海域渔业资源自身的可持续性发展,如不准挖沙和抽沙作业;禁止取土石围填海;不准超标工业生活污水和船舶舱底水排出。大黄鱼Pseudosciaena crocea为优质经济鱼类,世界分布区只有中国和朝鲜,我国分布于南海、东海和黄海南部,南海北部海区以硇洲岛、南澳岛附近水域为主要分布区,根据多年的统计资料,大黄鱼20世纪50年代年产约1万t,60年代年产约3千t,70~80年代年产约2千t[5],尽管多年来采取了各种保护措施,其资源仍处于逐年下降的状态,在本海区硇洲岛附近的2次调查,并未捕到大黄鱼,说明其资源在本海域已十分稀少。上述种种情况说明需要降低该水域的捕捞强度、严挌控制污染。

    由于过度捕捞和环境污染,我国沿海生态环境受到严重破坏,渔业资源日渐枯竭,优质鱼比例越来越少,渔业资源结构极不合理。在目前渔业资源普遍衰退的情况下,实施资源增殖放流和人工鱼礁工程计划无疑是恢复渔业资源的一个好措施[6]。实践证明,人工增殖是补充和恢复渔业资源的一种有效途径,而实施人工鱼礁工程则是实现海洋牧场的重要手段,也是国内外常用的一种资源保护方法。因此,有必要加大对湛江港邻近水域的生态环境修复和渔业资源保护的投入,根据该水域的游泳生物种类组成和环境的特点,有针对性选择适宜品种和时间地点进行增殖放流,逐步实现渔业资源的良性循环。但实施增殖放流应特别注意避免外来物种的入侵,因外来物种入侵会对当地水域生物多样性和生态环境造成危害,同时造成一定的经济损失,甚至达到难以修复的地步,这在国内外都有许多先例,如珠江口的福寿螺Ampullaria gigas和食人鲳Serrasalmus nattereri等。有些外来物种由于排他性特别强,对水域环境造成严重的破坏和巨大的经济损失,有些则由于管理部门的重视而得到及时控制,避免了灾害的发生。因此,在进行水生生物引进和增殖放流时必须严格按照国家有关规定,包括养殖品种的引进都必须严格控制,防止物种从养殖池塘外逃进入自然水域。

  • 图  1   鲮组织总RNA 1%琼脂糖凝胶电泳

    1. 脑;2. 肝;3. 肾;4. 性腺;5. 肠;6. 鳃;7. 脾脏;8. 心脏;9. 皮肤;10. 肌肉

    Figure  1.   1% agarose gel electrophoresis of total RNA from tissues of mud carp

    1. brain; 2. liver; 3. kidney; 4. gonad; 5. intestine; 6. gill; 7. spleen; 8. heart; 9. skin; 10. muscle

    图  2   PCR循环数对Actin基因扩增量的影响

    M. 100 bp DNA分子量标准;15~45. 循环数分别为15、20、25、30、35、40、45

    Figure  2.   Effect of PCR cycle number on the amplification of Actin gene

    M. 100 bp DNA marker; 15~45. Numbers on each lane represents the number of PCR cycles preformed

    图  3   半定量RT-PCR检测重组鲮IGF-Ⅰ处理前后鲮组织组织Actin和GH mRNA的组织表达

    B1. 半定量RT-PCR检测对照组中鲮组织Actin mRNA表达;B2. 半定量RT-PCR检测对照组中鲮组织GH mRNA表达;C1. 半定量RT-PCR检测重组鲮IGF-Ⅰ处理组中鲮组织Actin mRNA表达;C2. 半定量RT-PCR检测重组鲮IGF-Ⅰ处理组中鲮组织GH mRNA表达;D. 鲮组织GH mRNA的相对表达量;M. 100 bp DNA分子量标准;N. 负对照(不加模板);1~10.脑,肝,肌肉,肾,肠,鳃,脾,性腺,心脏,皮肤

    Figure  3.   Semi-quantitative RT-PCR analysis of expression of Actin and GH mRNA in various tissues in mud carp

    B1. Actin mRNA detection in various tissues by semi-quantitative RT-PCR in control group; B2. GH mRNA detection in various tissues by semi-quantitative RT-PCR in control group; C1. Actin mRNA detection in various tissues by semi-quantitative RT-PCR in rmcIGF-Ⅰ in treated group; C2. GH mRNA detection in various tissues by semi-quantitative RT-PCR in rmcIGF-Ⅰin treated group; D. relative quantity of GH mRNA in various tissues in mud carp; M. 100 bp DNA molecular weight Marker; N. a negative control(no template); 1~10. brain, liver, muscle, kidney, intestine, gill, spleen, gonad, heart, skin

    表  1   扩增GH、Actin的引物序列

    Table  1   Oligonucleotide primers used to amplify cDNA for mud carp GH and Actin

    引物primer 序列sequence
    Actin-F: 5′-GTGTTGGCG/ATACAGGTCCTTACG-3′
    Actin-R: 5′-CAGACTACCTC/GATGAAGATCCTGAC-3′
    GH-F: 5′-ATGGAAAACCAGCGCCTCTTC-3′
    GH-R: 5′-TGCATGTCCTTCTTGAAGCAAG-3′
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    表  2   对照组和重组鲮IGF-Ⅰ处理组鲮血清中GH和IGF-Ⅰ浓度

    Table  2   The GH and IGF-Ⅰconcentration in sera in control and rmcIGF-Ⅰtreated fish

    浓度±S.E.(n=3)/ ng·mL-1 concentration±S.E.(n=3)
    对照组
    control
    重组鲮IGF-Ⅰ处理组
    rmcIGF-Ⅰtreated group
    P
    生长激素含量
    GH concentration
    0.037±0.0067 0.04±0.0058 P=1.000>0.05
    胰岛素样生长因子含量
    IGF-Ⅰconcentration
    145.59±21.84 302.16±29.24 P=0.013<0.053
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出版历程
  • 收稿日期:  2006-05-23
  • 修回日期:  2006-07-19
  • 刊出日期:  2006-10-19

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