尼奥罗非鱼及其亲本中性别分化相关基因的表达模式比较

Dmrt1、Amh、Cyp19a1a、Foxl2是鱼类性别决定与分化相关的重要基因,为了研究罗非鱼种间杂交后代的性别形成机制,对尼奥罗非鱼Oreochromis niloticus(尼罗罗非鱼Oreochromis niloticus♀×奥利亚罗非鱼Oreochromis aureus♂)及其亲本中这4个性别分化相关基因的性别表达模式进行了比较分析。结果表明:Dmrt1、Amh基因在尼罗罗非鱼、奥利亚罗非鱼精巢中的表达量显著或极显著高于卵巢(P<0.05或P<0.01),而Cyp19a1a、Foxl2基因在卵巢中的表达量则显著高于精巢(P<0.05),4个基因在尼奥罗非鱼精巢、卵巢中的表达模式与其亲本基本一致;奥利亚罗非鱼精巢中Dmrt1基因表达高于尼罗罗非鱼,卵巢中Cyp19a1a、Foxl2基因表达也高于尼罗罗非鱼;尼奥罗非鱼精巢、卵巢中4个基因的表达水平均低于其亲本,特别是精巢中Cyp19a1a、Foxl2基因的表达水平极低。推测Cyp19a1a表达抑制可能是引起尼奥罗非鱼雄性率高的重要条件之一。     

尼奥罗非鱼及其亲本中性别分化相关基因的表达模式比较

Dmrt1、Amh、Cyp19a1a、Foxl2是鱼类性别决定与分化相关的重要基因,为了研究罗非鱼种间杂交后代的性别形成机制,对尼奥罗非鱼Oreochromis niloticus(尼罗罗非鱼Oreochromis niloticus♀×奥利亚罗非鱼Oreochromis aureus♂)及其亲本中这4个性别分化相关基因的性别表达模式进行了比较分析。结果表明:Dmrt1、Amh基因在尼罗罗非鱼、奥利亚罗非鱼精巢中的表达量显著或极显著高于卵巢(P<0.05或P<0.01),而Cyp19a1a、Foxl2基因在卵巢中的表达量则显著高于精巢(P<0.05),4个基因在尼奥罗非鱼精巢、卵巢中的表达模式与其亲本基本一致;奥利亚罗非鱼精巢中Dmrt1基因表达高于尼罗罗非鱼,卵巢中Cyp19a1a、Foxl2基因表达也高于尼罗罗非鱼;尼奥罗非鱼精巢、卵巢中4个基因的表达水平均低于其亲本,特别是精巢中Cyp19a1a、Foxl2基因的表达水平极低。推测Cyp19a1a表达抑制可能是引起尼奥罗非鱼雄性率高的重要条件之一。     

斑马鱼CYP11a1基因在不同性腺发育时期的表达

采用实时荧光定量PCR技术,分析了斑马鱼Danio rerio的CYP11a1基因在成鱼4个组织和性腺发育3个时期的表达情况。结果表明:CYP11a1基因在卵巢、精巢、肌肉和脑组织中均有表达且存在差异,在脑中表达量最低(P<0.05),在卵巢、精巢、肌肉中的表达量分别为脑中表达量的204.7倍、38.9倍、17.0倍;CYP11a1基因在3个卵巢发育时期的表达量表现为先降低后升高的趋势,其在卵巢成熟期的表达量最低(P>0.05),在卵巢成熟前期、卵巢成熟后期的表达量分别为卵巢成熟期表达量的1.7倍、1.5倍;CYP11a1基因在3个精巢发育时期的表达量表现为先升高后降低的趋势,在精巢成熟期表达量最高(P<0.05),分别为精巢成熟前期、精巢成熟后期表达量的6.5倍、13.4倍。研究表明,尽管CYP11a1基因在卵巢和精巢发育过程中的表达规律不同,但CYP11a1基因在一定程度上与斑马鱼的性腺发育相关,其可能在促进斑马鱼精子成熟中发挥一定作用。     

红鳍东方鲀抗苗勒氏管激素(AMH)基因在不同发育时期的组织表达

为研究抗苗勒氏管激素(AMH)基因在红鳍东方鲀Takifugu rubripes各组织和不同发育时期的表达情况以及在性别分化和性腺发育等过程中的作用,利用荧光实时定量PCR(qRT-PCR)技术对红鳍东方鲀成鱼的肾脏、脑、心脏、脾脏、肝脏、精巢和卵巢等组织进行了amh基因的表达分析以及不同发育时期(23、30、40、60、80日龄及2龄和3龄鱼)红鳍东方鲀个体水平上amh基因的表达分析。结果表明:红鳍东方鲀3龄成鱼脾脏、肾脏和肝脏中的amh基因表达量极显著高于其他组织(P<0.01),在精巢和心脏中的表达量极显著高于卵巢和脑(P<0.01),其中脾脏中表达量最高,脑中表达量最低;红鳍东方鲀23日龄、30日龄、2龄和3龄鱼中,雄鱼amh基因的表达量极显著高于同期雌鱼(P<0.01),而60日龄和80日龄时雌鱼表达量显著高于雄鱼(P<0.05),40日龄时雌、雄鱼的表达量无显著性差异(P>0.05),3龄时雌、雄个体性腺中amh基因的表达量均显著高于2龄鱼(P<0.05);雄性幼鱼amh基因的表达量从23~30日龄呈增长趋势,且在30日龄时达到最高,随后逐渐降低,而雌鱼整体amh基因的表达量也呈现先升高后降低的趋势,80日龄时雌鱼amh基因表达量最高。研究表明,amh基因在红鳍东方鲀的性腺发育和性别分化过程中发挥着一定的作用。     

红鳍东方鲀抗苗勒氏管激素(AMH)基因在不同发育时期的组织表达

为研究抗苗勒氏管激素(AMH)基因在红鳍东方鲀Takifugu rubripes各组织和不同发育时期的表达情况以及在性别分化和性腺发育等过程中的作用,利用荧光实时定量PCR(qRT-PCR)技术对红鳍东方鲀成鱼的肾脏、脑、心脏、脾脏、肝脏、精巢和卵巢等组织进行了amh基因的表达分析以及不同发育时期(23、30、40、60、80日龄及2龄和3龄鱼)红鳍东方鲀个体水平上amh基因的表达分析。结果表明:红鳍东方鲀3龄成鱼脾脏、肾脏和肝脏中的amh基因表达量极显著高于其他组织(P<0.01),在精巢和心脏中的表达量极显著高于卵巢和脑(P<0.01),其中脾脏中表达量最高,脑中表达量最低;红鳍东方鲀23日龄、30日龄、2龄和3龄鱼中,雄鱼amh基因的表达量极显著高于同期雌鱼(P<0.01),而60日龄和80日龄时雌鱼表达量显著高于雄鱼(P<0.05),40日龄时雌、雄鱼的表达量无显著性差异(P>0.05),3龄时雌、雄个体性腺中amh基因的表达量均显著高于2龄鱼(P<0.05);雄性幼鱼amh基因的表达量从23³0日龄呈增长趋势,且在30日龄时达到最高,随后逐渐降低,而雌鱼整体amh基因的表达量也呈现先升高后降低的趋势,80日龄时雌鱼amh基因表达量最高。研究表明,amh基因在红鳍东方鲀的性腺发育和性别分化过程中发挥着一定的作用。     

海水青鳉雌激素受体基因的克隆、组织表达特性及环境雌激素EE2对其表达的影响

为了获得海水青鳉Oryzias melastigma雌激素受体的基因信息及其表达特性,采用RACE-PCR技术和实时荧光定量PCR方法,进行了雌激素受体基因的克隆、表达特性分析及其在17α-炔雌醇(EE2)暴露下的基因响应研究。结果表明:海水青鳉雌激素受体基因与其他脊椎动物雌激素受体基因同源性较高,特别是DNA结合结构域(DBD)在进化上高度保守,配体结合结构域(LBD)次之;OM-ERα/β1/β2在所检测的10种组织中均有表达,其中在青鳉肝脏、性腺、脾脏和肠中表达量较高;OM-ERα在肝脏中的表达和OM-ERβ1/β2在性腺中的表达,雌雄间存在显著性差异(P<0.05);在EE2浓度为5、50、500ng/L的水体中暴露96 h后,海水青鳉仔鱼中的分子标志物卵黄蛋白原基因(vtg1)被显著诱导(P<0.05),且呈浓度依赖关系;中浓度(50 ng/L)的EE2诱导仔鱼OM-ERβ1基因表达,OM-ERβ2对EE2暴露呈现低浓度诱导、高浓度抑制的趋势;攻毒试验结果表明,OM-ERα和vtg1之间存在一种正相关关系,暗示EE2可能主要通过ERα调控vtg1基因的表达;EE2攻毒下,β亚型存在一种倒U型的剂量-反应关系。研究表明:克隆获得的海水青鳉3个雌激素受体亚型基因OM-ERα/β1/β2,为后续开展海水模式鱼类雌激素受体相关研究提供了基础信息;OM-ERα/β1/β2的组织表达特性及EE2对仔鱼OM-ERα/β1/β2表达的不同调控,显示出海水青鳉3种ER亚型基因存在着不同的生理功能,且其对环境污染物的应答模式不同。     

红鳍东方鲀gsdf基因的克隆及表达模式分析

为研究红鳍东方鲀Takifugu rubripes的性别决定因子(gonadal soma derived factor,GSDF),利用c DNA末端快速扩增技术(RACE)首次克隆了红鳍东方鲀gsdf基因(Trgsdf)的c DNA全长序列(Gen Bank登陆号:KR914667)。结果表明:Trgsdf c DNA序列全长为1734 bp,其中5'端非编码区144 bp,开放阅读框648 bp,3'端非编码区942 bp,共编码215个氨基酸;预测的氨基酸序列中存在1个长度为19个氨基酸的信号肽和相同长度的跨膜区,1个N-糖基化位点NST,1个TGF-β家族成员特有的保守结构域;BLAST同源性分析结果显示,红鳍东方鲀GSDF氨基酸序列与其他鱼类的相似性为26%~58%;系统发育分析结果显示,鱼类GSDF单独聚为一支,与TGF-β超家族内的其他成员分开,红鳍东方鲀与青鳉Oryzias latipes GSDF的亲缘关系最近,先聚为一支,后与三斑海猪鱼Halichoeres trimaculatus聚在一起,与矛尾鱼Latimeria menadoensis的GSDF亲缘关系最远;应用RT-PCR技术检测Trgsdf mRNA在雌性和雄性红鳍东方鲀成鱼不同组织中的表达,结果显示,Trgsdf mRNA在卵巢和精巢中高表达,在皮肤和肌肉组织中微量表达,在其他组织中无表达;采用相对实时荧光定量PCR方法比较了成鱼卵巢和精巢中Trgsdf mRNA的表达量,结果显示,Trgsdf mRNA在精巢中的表达量显著高于卵巢(P<0.05),约为卵巢表达量的6倍。研究表明,gsdf基因可能在红鳍东方鲀的性腺尤其是精巢的分化和发育过程中起着重要的作用。     

海水青鳉雌激素受体基因的克隆、组织表达特性及环境雌激素EE2对其表达的影响

为了获得海水青鳉Oryzias melastigma雌激素受体的基因信息及其表达特性,采用RACE-PCR技术和实时荧光定量PCR方法,进行了雌激素受体基因的克隆、表达特性分析及其在17α-炔雌醇(EE2)暴露下的基因响应研究。结果表明:海水青鳉雌激素受体基因与其他脊椎动物雌激素受体基因同源性较高,特别是DNA结合结构域(DBD)在进化上高度保守,配体结合结构域(LBD)次之;OM-ERα/β1/β2在所检测的10种组织中均有表达,其中在青鳉肝脏、性腺、脾脏和肠中表达量较高;OM-ERα在肝脏中的表达和OM-ERβ1/β2在性腺中的表达,雌雄间存在显著性差异(P<0.05);在EE2浓度为5、50、500ng/L的水体中暴露96 h后,海水青鳉仔鱼中的分子标志物卵黄蛋白原基因(vtg1)被显著诱导(P<0.05),且呈浓度依赖关系;中浓度(50 ng/L)的EE2诱导仔鱼OM-ERβ1基因表达,OM-ERβ2对EE2暴露呈现低浓度诱导、高浓度抑制的趋势;攻毒试验结果表明,OM-ERα和vtg1之间存在一种正相关关系,暗示EE2可能主要通过ERα调控vtg1基因的表达;EE2攻毒下,β亚型存在一种倒U型的剂量-反应关系。研究表明:克隆获得的海水青鳉3个雌激素受体亚型基因OM-ERα/β1/β2,为后续开展海水模式鱼类雌激素受体相关研究提供了基础信息;OM-ERα/β1/β2的组织表达特性及EE2对仔鱼OM-ERα/β1/β2表达的不同调控,显示出海水青鳉3种ER亚型基因存在着不同的生理功能,且其对环境污染物的应答模式不同。     

内分泌调节基因在三倍体雌性虹鳟不同发育阶段的表达分析

为探究内分泌关键调节基因在不同倍性雌性虹鳟Oncorhynchus mykiss早期和后期发育不同阶段的表达模式,采用Real-time PCR方法,分别对二、三倍体雌性虹鳟早期发育阶段(31～68 days post fertilization, dpf)脑组织和不同发育阶段(160～450 dpf)性腺组织中促性腺激素释放激素(GnRH1)、促性腺激素释放激素受体(GnRHr)和促性腺激素α亚基(GTHa)基因的表达模式进行研究。结果表明:在早期发育阶段,三倍体雌性虹鳟脑中gnrh1和gnrhr的表达在某些时期呈显著上升(P<0.05),而gtha基因的表达显著降低(P<0.05),且始终维持在较低水平;三倍体雌性虹鳟在180～270 dpf时期,性腺组织中这3个基因的表达量均较检测初期(160 dpf)出现了显著下降(P<0.05),在发育后期360～450 dpf,这3个基因的表达量均较检测初期(160 dpf)下降了90%以上(P<0.05)。研究表明,三倍体雌性虹鳟腺垂体在早期发育阶段分泌促性腺激素的能力出现障碍,在三倍体雌性虹鳟的发育过程中内分泌生殖轴下丘脑—腺垂体—性腺受到阻断,这是导致其性腺发育异常的关键原因之一。     

内分泌调节基因在三倍体雌性虹鳟不同发育阶段的表达分析

为探究内分泌关键调节基因在不同倍性雌性虹鳟Oncorhynchus mykiss早期和后期发育不同阶段的表达模式,采用Real-time PCR方法,分别对二、三倍体雌性虹鳟早期发育阶段(31～68 days post fertilization, dpf)脑组织和不同发育阶段(160～450 dpf)性腺组织中促性腺激素释放激素(GnRH1)、促性腺激素释放激素受体(GnRHr)和促性腺激素α亚基(GTHa)基因的表达模式进行研究。结果表明:在早期发育阶段,三倍体雌性虹鳟脑中gnrh1和gnrhr的表达在某些时期呈显著上升(P<0.05),而gtha基因的表达显著降低(P<0.05),且始终维持在较低水平;三倍体雌性虹鳟在180～270 dpf时期,性腺组织中这3个基因的表达量均较检测初期(160 dpf)出现了显著下降(P<0.05),在发育后期360～450 dpf,这3个基因的表达量均较检测初期(160 dpf)下降了90%以上(P<0.05)。研究表明,三倍体雌性虹鳟腺垂体在早期发育阶段分泌促性腺激素的能力出现障碍,在三倍体雌性虹鳟的发育过程中内分泌生殖轴下丘脑—腺垂体—性腺受到阻断,这是导致其性腺发育异常的关键原因之一。