Expression and Distribution of Melatonin Receptor Mel 1a in Tissues of Wanxi White Geese
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摘要:目的 探究褪黑素受体Mel 1a在皖西白鹅各组织中的分布特点和表达水平，为褪黑素在皖西白鹅的功能调控奠定理论基础。方法 以皖西白鹅作为研究对象，提取各组织器官的总RNA，采用Real- time PCR 和Western blot检测褪黑素受体Mel 1a mRNA和蛋白在鹅组织中的分布和差异性表达，免疫组化检测褪黑素受体Mel 1a蛋白在鹅的组织中的表达。结果 在心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、胰脏、大脑、小脑、肌肉、卵巢各组织中均存在Mel 1a mRNA表达； Mel 1a蛋白广泛分布于大脑、心脏、肾脏、肝脏、肺脏、脾脏、胰脏和肌肉组织细胞中，利用Image-pro plus 6软件分析免疫组化阳性信号的IOD值显示，脾脏阳性信号最强，其次是胰腺。脾脏显著强于大脑，肺脏中的信号显著强于心脏和肌肉组织。采用Real time PCR和Western blot技术检测各组织中Mel 1a mRNA和蛋白表达水平，结果表明，卵巢中表达水平最高，其次是胰腺、脾脏、肾脏、肝脏、心脏和脑组织中，肺脏和肌肉中的表达水平最低，另外在各级卵泡中Mel 1a mRNA的表达水平随卵泡发育逐渐增加，直到卵泡发育到直径超过3 cm后，其表达量下降。结论 皖西白鹅各组织中均存在褪黑素受体，其中在卵巢中表达最高，褪黑素可通过受体介导调控皖西白鹅多种生物功能，尤其是对皖西白鹅卵泡发育的调控。Abstract:Objective Expression and distribution of Mel 1a in various organs of Wanxi White Geese were studied to reveal the regulatory mechanism of melatonin in the animal.Method Mel 1a mRNA and proteins from various tissues and organs of Wanxi White Goose were extracted for real-time PCR and western blot to determine the distribution and differential expressions.Result Mel 1a protein was widely distributed in the brain, heart, kidney, liver, lung, spleen, pancreas, and muscle cells of the geese. The IOD analysis of immunohistochemically positive signals using Image-pro plus 6 showed that the spleen had the strongest signal, followed by the pancreas. The signal from the spleen was significantly stronger than the brain, and the signal from the lungs was significantly stronger than the heart and muscles.The expression levels of Mel 1 a mRNA and protein in various organs ranked in the order of ovary, pancreas, spleen, kidney, dry, heart, brain, lungs, and muscles. And they increased gradually along with the development of follicles and decreased after the follicle diameter exceeded 3 cm.Conclusion Melatonin receptors exist in all tissues of western Anhui white geese, with the highest expression in the ovary. Melatonin can mediate the regulation of various biological functions through the receptor, especially the regulation of follicular development in western Anhui white geese.
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Keywords:
- Melatonin receptor /
- Mel 1a /
- Wanxi white goose /
- expression /
- distribution
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我国为全球水禽生产大国，鸭年饲养量多达55亿只，约占世界鸭总量的75%，其中肉鸭饲养量约占70%，对我国禽肉生产和改善人民生活发挥重要作用，我国对鸭养殖、疫病防控等相关研究更多聚焦于肉鸭，而对蛋鸭、种鸭尤其是蛋鸭生产和疫病防控关注不多。然而，2010年4月，我国浙江、福建、山东等地的开产种鸭群、蛋鸭群暴发一种以产蛋率骤降为特征的新病，1周内产蛋率从80%~95%下降至20%~30%，甚至停产[1-7]，对我国养鸭业造成了巨大经济损失，引起了业内和政府部门的高度关注。
自2011年以来，本课题组对我国部分省(区)临床调查采集和送检的表现产蛋下降蛋鸭样品进行禽流感、鸭坦布苏病毒病、禽1型副粘病毒病和鸭瘟病原学检测及变异分析，同时对未开产蛋鸭群开展鸭坦布苏病毒感染的检测，揭示鸭坦布苏病毒不仅严重危害我国开产蛋鸭群导致产蛋量骤降，还存在严重的开产前(即未开产阶段)早期感染问题，导致鸭群表现迟开产、产蛋率不稳定、产蛋率持续走低或产蛋高峰维持时间短等多种产蛋异常现象，应引起蛋鸭养殖者的高度重视。
1. 材料与方法
1.1 试剂
DNA/RNA抽提试剂盒、DNA琼脂胶回收试剂盒购自QIAGEN科技有限公司；AMV反转录酶和RNase Inhibitor购自Thermo生物科技有限公司，DNA聚合酶购自大连宝生物技术有限公司。
1.2 样品的来源及处理
2011年以来，自福建、浙江、广东、广西、江苏等13个不同省(区)蛋鸭场采集或送检的未开产蛋鸭及表现产蛋下降开产蛋鸭卵巢和脑组织混合样品，其中未开产蛋鸭临床样品共549份，开产蛋鸭样品共1 076份。将所采组织样品剪碎，与无菌磷酸盐缓冲液(PBS，pH7.2)按体积比1∶3的比例制成组织匀浆液，反复冻融3次，8 000 r·min-1离心30 min后取上清，用于核酸抽提，-20℃冻存备用。
1.3 组织样品病毒核酸的提取及检测
取适量处理好的组织上清以DNA/RNA提取试剂盒提取总核酸，参照已报道的禽流感病毒[8]、禽1型副黏病毒[9-10]、鸭坦布苏病毒[1]、鸭瘟病毒[11]核酸检测方法分别建立了快速检测4种病毒核酸的RT-PCR或PCR方法，其中开产蛋鸭混合样品鸭坦布苏病毒感染共检测1 076份，进行禽流感病毒、禽1型副黏病毒和鸭瘟病毒核酸检测的样品数分别为843、495、614份。对549份未开产蛋鸭的卵巢和脑组织混合样品，仅进行鸭坦布苏病毒核酸的检测。
2. 结果与分析
2.1 未开产蛋鸭坦布苏病毒感染的检测结果
自2011年以来，以建立的RT-PCR方法对从福建、浙江、广东、安徽、江苏8个省(区)采集或送检的后备未开产蛋鸭样品共549份进行鸭坦布苏病毒感染检测，总阳性率为40.8%，且8个不同省(区)样品均检出阳性，为19.3%~55.4%不等，其中以浙江省后备未开产蛋鸭样品鸭坦布苏病毒阳性率最高为55.4%，其次是江西省为51.1%(表 1)；2011-2015年不同年份后备未开产蛋鸭样品鸭坦布苏病毒感染检出的阳性率分别为7.1%(5/71)、19.5%(24/123)、37.3%(40/107)、52.3%(57/109)和70.5%(98/139)，其中以2015年阳性感染率最高(图 1)。
表 1 部分省(区)5年内未开产蛋鸭坦布苏病毒感染阳性率Table 1. Positive rate of DTV in egg-laying ducks at growing stage in regions of China during 2011-2015省(区) 样品数 阳性数 阳性率/% 福建 105 39 37.1 广东 82 35 42.9 广西 23 9 39.1 江西 92 47 51.1 浙江 101 56 55.4 山东 20 7 35 江苏 69 20 28.9 安徽 57 11 19.3 合计 549 224 40.8 ![]()
图 1 010-2015年我国部分省(区)未开产蛋鸭坦布苏病毒感染阳性率Figure 1. DTV infections in egg-laying ducks at growing stage in years 2011-20152.2 产蛋下降的蛋鸭主要病毒感染的检测结果
2.2.1 蛋鸭禽流感检测结果
于2011-2015年5年间，以建立的RT-PCR方法对从福建、江西、广西等10个省(区)采集或送检的表现产蛋下降的843份蛋鸭样品中共检出212份禽流感阳性，总阳性率为25.1%，不同地区样品检出的阳性率高低不一，其中以广东省蛋鸭感染率最高达36.8%；H5亚型禽流感感染阳性样品141份、占66.5%(表 2)，H9亚型禽流感感染阳性样品61份，占28.8%；其他亚型(H6亚型、H11亚型)禽流感感染阳性样品10份，占4.7%。可见我国表现产蛋下降的蛋鸭群禽流感的感染率仍居高不下，且以H5为优势亚型。
表 2 2011-2015年不同省(区)蛋鸭禽流感病毒的检测及分型Table 2. Detection and genotype of AIV in egg-laying ducks in various localities during 2011-2015省(区) 样品数 阳性数 阳性率/% 亚型/份 H5 H9 其他 福建 287 84 29.3 53 26 5 广东 87 32 36.8 25 6 1 广西 52 15 28.8 10 5 0 江西 156 38 24.4 27 10 1 浙江 114 20 17.5 8 10 2 海南 40 10 25 9 1 0 湖南 40 2 5 1 1 0 湖北 26 6 23.1 4 1 1 安徽 32 3 9.4 2 1 0 河南 9 2 22.2 2 0 0 合计 843 212 25.1 141 61 10 2.2.2. 蛋鸭坦布苏病毒病检测结果
对从福建、广东等13个省(区)采集或送检的表现产蛋下降的1076份蛋鸭样品进行坦布苏病毒检测，阳性率为27.7%(298/1076)；13个省(区)均检出阳性，只是阳性感染率存在差异(表 3)，其中以江苏省蛋鸭阳性感染率最高达48.9%。5年中不同年份蛋鸭坦布苏病毒感染阳性率也存在差异(表 4)，其中以2011年和2015年感染的阳性率较高。
表 3 2011-2015年部分省份蛋鸭临床样品坦布苏病毒感染检测结果Table 3. DTV infection in laying ducks in various localities during 2011-2015省(区) 样品数 阳性数 阳性率/% 福建 267 74 27.7 广东 156 59 37.8 广西 87 26 28.7 江西 104 22 21.2 浙江 183 39 21.3 山东 27 2 7.4 海南 62 17 27.4 湖南 27 9 33.3 湖北 31 6 19.4 江苏 49 24 48.9 云南 11 1 9.1 安徽 58 18 31 河南 14 1 7.1 合计 1076 298 27.7 表 4 不同年份蛋鸭临床样品鸭坦布苏病毒感染检测结果Table 4. DTV infection in egg-laying ducks during 2011-2015年份 样品数 阳性数 阳性率/% 2011 329 100 30.4 2012 198 21 10.6 2013 73 15 20.5 2014 243 61 25.1 2015 233 101 43.3 合计 1076 298 27.7 2.2.3 蛋鸭禽1型副粘病毒病检测结果
2011年以来，从福建、浙江等5个省(区)采集或送检的表现产蛋下降的495份蛋鸭样品，参照农业部2008年颁布的《新城疫诊断技术》(GB/T 16550-2008)[9]和2015年颁布的福建省地方标准《水禽禽1型副黏病毒病诊断技术》(DB35/T 1500-2015)[10]对样品进行检测，阳性率为9.3%；5年内阳性率为6.2%~12.1%不等(表 5)。可见，我国蛋鸭禽1型副粘病毒病感染的阳性率相对较低。
表 5 不同年份蛋鸭临床样品禽1型副粘病毒感染检测结果Table 5. Avian paramyxovirus type-1 infection in egg-laying ducks during 2011-2015年份 样品数 阳性数 阳性率/% 2011 113 12 10.6 2012 78 7 8.9 2013 97 6 6.2 2014 91 11 12.1 2015 116 10 8.6 合计 495 46 9.3 2.2.4 鸭瘟检测结果
5年内，从福建、浙江等7个省(区)采集或送检的表现产蛋下降的614份蛋鸭样品，参照农业部《鸭病毒性肠炎诊断技术》(GB/T 22332-2008)[11]建立的PCR方法对样品进行鸭瘟病毒的检测，检出阳性8份，阳性率为1.3%。可见，我国蛋鸭鸭瘟感染率极低。
3. 讨论与结论
2011-2015年对从我国福建、江西、广西等10个省(区)临床调查采集或送检的表现产蛋下降的843份蛋鸭样品中共检出212份禽流感阳性，总阳性率为25.1%，不同地区样品检出的阳性率高低不一，为5%~36.8%不等，其中以广东省蛋鸭感染率最高；从表 2可见，H5、H9和其他亚型禽流感感染阳性率分别为66.5%、28.8%和4.7%，表明我国表现产蛋下降的蛋鸭群禽流感的感染率仍居高不下，且以H5为优势亚型。
2011-2015年对从福建、广东等13个省(区)临床调查采集或送检的表现产蛋下降的1 076份蛋鸭样品进行坦布苏病毒检测，阳性率为27.7%；13个省(区)均检出阳性，但阳性感染率存在差异(7.1%~48.9%)，其中以江苏省蛋鸭阳性感染率最高。5年中不同年份蛋鸭坦布苏病毒感染阳性率分别为30.4%、10.6%、20.5%、25.1%和和43.3%，其中以2011年和2015年的阳性感染率较高，表明自2010年该病发生以来出现2次大的流行性感染，这可能与蛋鸭群的淘汰更新有密切关系。
2011-2015年对临床调查采集或送检的表现产蛋下降的495份蛋鸭样品进行禽1型副粘病毒感染检测，阳性率为6.2%~12.1%，总阳性率为9.3%，可见我国蛋鸭禽1型副粘病毒病感染的阳性率相对较低。
2011-2015年从福建、浙江等7个省(区)临床调查采集或送检的表现产蛋下降的614份蛋鸭样品进行鸭瘟病原学检测，其阳性感染率为1.3%，可见我国蛋鸭鸭瘟感染率极低。结合检测蛋鸭群的鸭瘟疫苗免疫情况，表明我国鸭瘟疫苗在鸭瘟的防控中发挥了重要作用，建议我国鸭原种场或父母代种鸭场可启动鸭瘟的净化工作。
2011-2015年经对549份后备未开产蛋鸭组织样品进行鸭坦布苏病毒感染检测，结果其阳性率为40.8%，按年份统计以2015年的阳性感染率最高达70.5%。以上检测结果揭示随着时间的推移，鸭坦布苏病毒不仅严重危害我国开产蛋鸭群导致产蛋量急剧下降，还严重感染后备未开产蛋鸭群。通过后续临床跟踪调查和反馈，发现坦布苏病毒感染的原后备未开产蛋鸭群表现迟开产、产蛋率不稳定、产蛋率持续走低或产蛋高峰维持时间短等多种产蛋异常现象，表明我国蛋鸭群存在严重的坦布苏病毒早期感染问题，这是我国坦布苏病毒感染的新现象，应引起蛋鸭养殖者的高度重视。
2011-2015年对我国福建、浙江、广东、广西、江苏等13个不同省(区)临床调查采集和送检的表现产蛋下降蛋鸭样品共1 076份，在实验室开展病毒感染检测时由于参考了临床剖检与初步诊断结果，进行禽流感、鸭坦布苏病毒病、禽1型副粘病毒病和鸭瘟检测的样品数存在差异，但据检出的感染阳性率的高低表明鸭坦布苏病毒病和禽流感是当前危害我国蛋鸭养殖业的主要疫病，应引起我国蛋鸭养殖者和有关部门的高度重视。
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图 1 Mel 1a基因在鹅各组织中的表达
M：Marker； 1：大脑；2：小脑；3：肺；4：胸肌；5：胰腺；6：脾脏；7：心脏；8：肾脏；9：肝脏；10：卵巢。
Figure 1. Expression of Mel 1a gene in goose tissues
M: Marker; 1: cerebral; 2: cerebellum; 3: lung; 4: muscle; 5: pancreas; 6: spleen; 7: heart; 8: kidney; 9: liver; 10: ovary.
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图 2 Mel 1a蛋白在鹅各组织中的分布
A：各组织免疫组化染色结果：B：各组织 IOD 分析结果。
Figure 2. Distribution of Mel 1a protein in goose tissues
A: Results of immunohistochemical staining of tissues; B: IOD of each tissue.
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图 3 Mel 1a mRNA和蛋白在鹅各组织中的定量表达
A：各组织Real-time PCR分析结果；B：各级卵泡Real-time PCR分析结果；C：Western blot分析结果。
Figure 3. Quantitative expressions of Mel 1a mRNA and protein in goose tissues
A: Real-time PCR analysis results on each tissue; B: Real-time PCR analysis results on follicles ; C: Western blot analysis result.
表 1 试验引物
Table 1 Primers applied
基因
Genes序列
Sequence引物长度
Product
size/
bp退火温度
Annealing
temperature/
℃Mel 1a 5′AATTGCAGACTTGGTCGTAGC3′ 114 63 5′CCCATCAAGAATCCACTAATCTGAC3′ GAPDH 5′GTGGTGCAAGAGGCATTGCTGAC3′ 86 60 5′GCTGATGCTCCCATGTTCGTGAT3′ 
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表 2 荧光定量PCR反应程序
Table 2 Reaction program of real-time PCR
反应步骤
Program温度
Temperature/℃时间
Time/s循环次数
Cycles荧光信号
Fluorescence Measure预孵育 Pre-incubation 95 30 1 无 No 95 5 扩增 Amplify 63 20 45 在延伸阶段结束时 At the end of the extension phase 72 20 熔解曲线 Melting Curve 60 25 1 在温度缓慢升高过程中 During a slow rise in temperature 冷却 Cooling 40 10 1 无 No
下载: 导出CSV
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