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1.石斑鱼是我国广东等南方沿海各省的名贵海水养殖鱼类。虹彩病毒是近年来全球范围内最严重的鱼类传染性病毒之一，至今已感染包括石斑鱼在内的100多种养殖鱼类，造成严重经济损失。由于缺乏养殖石斑鱼的遗传背景和基因组信息，因而对石斑鱼抗病毒和免疫相关的功能基因了解甚少，尚不清楚石斑鱼宿主与虹彩病毒相互作用的分子机制，。在拥有近海实验基地养殖系统和病毒基因组数据库基础上，首次利用抑制性消减杂交(SSH)结合基因芯片和DNA微阵列技术，通过研究分析石斑鱼与虹彩病毒相互作用的分子机制，发现并鉴定新的石斑鱼抗病毒功能基因。
(1)利用抑制性消减杂交(SSH)结合基因芯片技术筛选石斑鱼与感染和免疫相关的功能基因。本研究对石斑鱼在虹彩病毒感染前后的脾组织样品进行抑制削减杂交，成功构建了2个石斑鱼感染SGIV的SSH文库。并对结果进行克隆测序、拼接和比对，结果显示差异表达基因数量共计413个，从中发现和筛选石斑鱼与抗病毒和免疫相关的基因有20多个：抗菌肽、热休克A蛋白、TLR、pleurocidin-like peptide Hb26、补体成分C9、补体成分C3、C型凝集素、泛素携带蛋白E2-C、免疫球蛋白u、RNA聚合酶Ⅱ延伸因子、血红蛋白β链、MHC I受体和β胸腺素、TCTP蛋白、MHC、HLA、DPB、细胞色素b等。
(2)应用基因芯片技术将差异表达的413个ESTs制作成DNA微阵列基因芯片，用感染SGIV病毒后不同时间点的石斑鱼肝、脾、肾组织的cDNA和DNA微阵列芯片进行杂交，扫描感染样品的信号并分析在感染和复制过程中，病毒对石斑鱼宿主基因的动态调控，进一步确定SSH筛选到的部分基因的差异，并发现不同时间水平表达量的差异。应用Real-time RT-PCR对筛选到的部分石斑鱼抗病毒新基因进行时态鉴定和功能验证分析。此外，选择部分基因进行克隆表达、以及鱼类细胞培养病毒感染抑制系统分析和其免疫和抗病功能方面的初步研究。
此研究在病毒和宿主两个层次上，通过揭示病毒感染致病以及宿主防御的分子机制，发现与感染有关的免疫和抗病毒新功能基因，对于这些基因与相关的信号通路、及其在机体中的作用通路的研究将有助于了解病毒感染的病理变化机制。鉴定本实验发现的石斑鱼抗病毒和免疫相关的新功能基因，为有效的抗病毒新对策提供理论基础和技术支撑。。
2.Spring viraemia of carp virus(SVCV)作为一种重大鱼类病原，最初发现于欧洲鲤鱼养殖业，可导致鲤鱼的相互感染和交叉感染。SVCV-A1病毒株来源于中国大陆已被成功分离，并且本实验室已成功建立了SVCV-A1感染斑马鱼(Danio rerio)的感染模型。斑马鱼(Danio rerio)已经成为一种用于研究脊椎动物发育学遗传学的模型生物，目前，随着斑马鱼全基因组序列的成功建立和深入研究，斑马鱼已经进一步作为模型用于人类疾病，癌症和免疫学的研究。斑马鱼作为感染模型已经得到了长足关注和不断进步。
为了研究病毒感染过程中肝脏的发病机理，捕获肝脏炎症反应的分子水平信号和转录表达状况，深入探究病毒感染引起的分子免疫机理。SVCV-A1用来感染斑马鱼成鱼，在24hr,48hr和96hr获取其肝脏组织。进行斑马鱼全基因组芯片的表达.和组织显微病变和相关功能蛋白的免疫共沉淀观察。观察结果表明：SVCV-A1感染24小时的斑马鱼肝脏细胞并无明显的组织损伤，感染48小时的肝脏组织观察到一定的损害，感染96小时时斑马鱼肝脏组织严重损伤且细胞形态肿大、形状畸变、数量减少甚至出现了空泡。通过对肝实质细胞的定量分析表明在感染96小时其形态变化的差异极显著。免疫组化沉淀结果显示SVCV的感染造成E-Cadherin的表达或者功能损失，细胞胞间连接变形；高表达量的cytokeratin说明感染造成的化脓和组织严重变态。凋亡原位检测(Apop-Tag)染色结果显示，SVCV感染24小时的斑马鱼肝脏组织已经发生细胞凋亡，96hr时肝脏组织细胞发生严重的细胞凋亡。Periodic acid-Schiff(PAS)染色显示，病毒的感染过程伴随有肝脏细胞中肝糖内容物明显减少和肝糖原代谢的紊乱。此研究结果显示病毒感染过程中，伴随有不断和加剧的细胞凋亡发生，细胞之间的相互作用也因为粘接蛋白的破坏遭受破坏、上皮细胞骨架的形态也不断的恶化，同时造成严重失调或者紊乱的肝糖量代谢(glycogen，glycoprotein，proteoglycans)。
斑马鱼全基因组芯片实验的结果：在病毒感染24hr、48hr和96hr的肝脏组织中，920，348和507个基因被发现具有极其明显的差异表达(p-Value＜0.005)。其中有28个基因被发现持续性的极显著性差异表达，推测这些基因可能是病毒感染的引起病变的biomarker基因。部分基因的表达量通过Realtime-PCR验证结果与芯片的结果极其一致。利用在线WebGestalk分析和通过GSEA比较全部基因芯片的所有基因的表达量结果一致显示：差异表达基因的功能主要锚定在重要的信号通路和作用机制中：其中最为有意义的有氨基酸、嘌呤代谢途径、脂肪酸代谢途径、MAPK、PPAR、TLR、和细胞凋亡信号通路、慢性骨髓白血病、胰腺癌疾病等。
SVCV感染的斑马鱼肝脏病变信息和两种细菌沙门氏菌(Salmonella typhimurium)和分支杆菌(Mycobacterium marinum)感染斑马鱼的基因组芯片信息结果比较结果表明了细菌性感染和病毒性病变过程中，部分基因在转录水平具有一致性，但也有特异性。SVCV感染的斑马鱼肝脏病变信息与水泡性口炎病毒(VSV)感染的人星形胶质细胞调控机制、TGF-KO小鼠肝脏调控机制和致癌物诱导的斑马鱼肝脏肿瘤途径具有最近的一致性。其中有关细胞凋亡、组织缺氧和蛋白降解相关的调控基因变化高度相似。
通过WebGestalk和GSEA软件分析的结果比较一致，筛选到大量的具有研究价值的信号通路和代谢机制的相关信息，通过组织显微病变观察和部分功能蛋白的免疫组织化学染色方法检测充分证实其变化。本研究所得信息将为更深入研究宿主防御机制和与病毒感染的复杂机制提供有力方向和途径，更为斑马鱼作为一种有效地模式生物用来研究病毒感染的疾病提供有力的证据和支持。