拟赤梢鱼早期性腺发育相关基因功能与精子特性的初步研究

来源 :上海海洋大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yan3134
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拟赤梢鱼(Pseudaspius leptocephalus)作为东北地区土著名优鱼类“三花五罗”中的“鸭罗”,在经济领域和学术研究领域具有重要的价值。由于近年来环境污染严重,加之捕捞过度,其野生资源量日趋匮乏,亟需开展拟赤梢鱼的保护性研究工作。本研究以拟赤梢鱼为研究对象,通过石蜡切片观察,从组织学水平探究其性腺分化、发育的时空变化规律;同时采用RACE技术克隆了foxl2、dmrt1、sox3、gsdf 4个性腺发育相关基因,并对其序列进行生物信息学相关分析;利用q RT-PCR检测了上述性腺发育相关基因的组织表达特性和时空表达规律,从分子生物学水平揭示拟赤梢鱼性腺发育与分化规律;本研究还检测了拟赤梢鱼精子特性。主要研究结果如下:1.拟赤梢鱼早期性腺发育的组织学观察。孵化后15 d,原始性腺初步形成;第45 d椭圆形性腺中可明显观察到卵巢腔的存在,标志卵巢的形成;75 d时,梭形性腺出现精细小管,同时观察到精原细胞,标志精巢分化。第120 d时,卵巢中卵母细胞核仁沿细胞核分布;精巢准备形成精小叶,性腺进入II期发育。卵巢发育至260 d时,部分卵母细胞细胞质中出现卵黄核,进入II期中期,而此时精巢中次级精母细胞数目较多。在360 d时精巢、卵巢仍处于II期。2.拟赤梢鱼foxl2和sox3克隆及时空表达特征分析。foxl2基因c DNA(1841 bp)共编码303个氨基酸,含叉头结构域。与其他鱼类foxl2氨基酸序列相似度在99.34%-83.12%之间,保守性较高。sox3基因c DNA全长1800 bp,共编码氨基酸299个,存在HMG结构域。拟赤梢鱼与其他鱼类sox3氨基酸序列相似度在98.66%-86.75%之间。foxl2基因在拟赤梢鱼卵巢中的转录水平远超精巢及其他组织水平;在性腺分化阶段,卵巢中foxl2基因转录水平明显高于未分化性腺,精巢中转录水平最低。随着分化后性腺的发育,卵巢中foxl2基因表达量逐渐上调,而精巢中的转录始终处于低水平。结果表明:foxl2基因在拟赤梢鱼卵巢分化与卵巢早期发育过程中发挥重要功能。卵巢中sox3基因的转录水平远远超出精巢的转录水平,其转录在脑中同样检测到较高水平。在早期性腺分化阶段,卵巢中sox3基因的转录水平高于尚未分化的性腺和精巢,且精巢中的转录水平最低。在分化后卵巢的发育中sox3基因表达水平不断提高,而在精巢中持续低水平表达。结果推测sox3基因在拟赤梢鱼卵巢分化与维持卵巢发育过程中发挥的作用强于精巢。3.拟赤梢鱼dmrt1和gsdf克隆与时空表达特征分析。拟赤梢鱼dmrt1 c DNA全长1743 bp,编码292个氨基酸,DM结构域高度保守。gsdf基因c DNA全长1485bp,编码195个氨基酸,含有TGF-β结构域。拟赤梢鱼gsdf氨基酸序列与其他鱼类的同源性在92.31%-38.68%区间不等。dmrt1基因在拟赤梢鱼精巢中检测到转录水平远远高于卵巢转录水平。在早期性腺分化阶段,精巢中的转录水平明显高于同期未分化性腺和卵巢。在分化后精巢的发育中,dmrt1基因表达量逐渐上调,显著高于同期卵巢的表达水平。结果表明:拟赤梢鱼dmrt1基因可能在诱导精巢分化和维持精巢发育过程发挥关键功能。gsdf基因在拟赤梢鱼各组织中均有表达,但在精巢中表达量最高。在早期性腺分化阶段,精巢中gsdf基因转录水平显著高于未分化性腺和卵巢,且在卵巢中的转录水平最低;在分化完成后的精巢和卵巢后期发育过程中,gsdf基因表达水平不断增加,但是精巢中gsdf基因转录水平始终高于同期卵巢。结果说明,gsdf基因参与拟赤梢鱼精巢分化的同时,在精巢早期发育中可能发挥着更加重要的作用。4.拟赤梢鱼精子特性与精子活力观察。拟赤梢鱼精液浓度为20.39±2.82%;精子密度(1.38±0.42)×1010个/m L;精浆p H为7.04±0.53,呈中性。拟赤梢鱼精子活力在p H7.0时最高;在0.02-0.14 mol/L的Na+、K+溶液中,精子激活率均在0.02mol/L时最高;而精子FT、MT和LT分别在0.08 mol/L的Na+溶液和0.10 mol/L的K+溶液中达到最高。在0.003-0.021mol/L的Ca2+、Mg2+溶液中激活受到明显抑制。在0.22 mol/L的Glu和Gly溶液中,精子FT、MT和LT均得到显著延长。
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