中华鳖Rxrs基因克隆、表达及在性腺分化中的功能研究

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中华鳖(Pelodiscus sinensis)是广泛分布的淡水养殖动物,具有食用和药用价值。雄性中华鳖与雌性中华鳖相比具有显著的生长优势。因此,培育“全雄鳖”是中华鳖育种的重要方向。RA(视黄酸)及其代谢的外部信号促使生殖细胞进入减数分裂,决定生殖细胞发育成卵母细胞或精子。RA的表达由RARs和RXRs形成的二聚体与RA反应元件(RAREs)结合调控。其中,RXRs参与动物的性别调控和性别发育。RXRs形成的同源或异源二聚体在脊椎动物的生长发育、新陈代谢等生理过程起到重要作用。本研究克隆了中华鳖的Rxrα和Rxrγ基因的c DNA序列并进行表达分析,构建了多克隆抗体并对其在性腺中的蛋白表达进行了定性和定位,运用si RNA技术,分析了Rxrγ基因在性腺分化过程中的功能作用。结果如下:(1)Rxrα和Rxrγ全序列克隆及进化分析通过克隆获得,中华鳖Rxrα基因5’非编码区323bp,开放阅读框1392bp。获得Rxrγ基因的c DNA序列全长2152bp,5’非编码区665bp,3’非编码区266bp,开放阅读框1221bp,共编码405个氨基酸。进化分析表明,不同物种的RXR和RAR各亚型聚在一起,表明RXR基因的亚型保守型较高。此外,中华鳖RXR和RAR基因与龟鳖类相似性最高,与鱼类相似性最低,这与进化结果一致。对Rxrγ基因进行结构域可视化表明,Rxrγ基因包括NR-LBD-RXR-like、NR-DBD-RXR和Nuc-recep-AF1,它们都是典型核受体家族的保守结构域。(2)RXRα和RXRγ表达规律及时空定位实时荧光定量PCR结果表明,Rxrα和Rxrγ在中华鳖胚胎和成体的雌性性腺组织中都高度特异性表达。随后构建RXRα和RXRγ重组表达质粒,获得融合蛋白,使用实验小鼠进行免疫作用,得到目的基因的抗体血清。ELISA法检测RXRα效价为8.1×10~5,RXRγ效价为2.7×10~4,表明抗体可用于下一步的实验。Western Blot实验结果可知RXRα和RXRγ的蛋白同样在卵巢组织中表达量最高。免疫组织化学分析表明RXRα、RXRγ蛋白在精巢中有明显的阳性信号。RXRα蛋白在卵巢的滤泡细胞、间质细胞中表达;RXRγ在卵巢的间质细胞中表达。这些研究结果表明RXRs在中华鳖雌性性腺中特异表达,并可能参与中华鳖性腺发育。(3)Rxrγ功能分析向中华鳖胚胎注射Rxrγ基因的si RNA。定量结果和WB结果表明,Rxrγ基因在m RNA和蛋白水平表达显著降低。HE染色结果显示精巢和卵巢的结构都呈现雄性化特征。精巢支持细胞数目显著增加;卵巢皮质区退化,并呈现精巢的结构特征。Rxrγ敲降后,雌性相关基因(Cyp19a1、Foxl2、Esr)的表达显著降低,雄性相关基因(Star、Sox9、Dmrt1)表达升高。来曲唑和雌激素受体拮抗剂处理后,Rxrγ基因在雄性成鳖睾丸中的表达量显著增加。结果表明,Rxrγ参与中华鳖性腺分化和发育过程,并且可能承担重要的功能作用。
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