胚胎发育是一个复杂的基因表达调控过程,通过筛选影响发育的突变体并研究其突变基因对特定发育过程的作用是揭示发育机制的有效手段。作为研究发育的优良模式生物,斑马鱼已经广泛地用于突变体筛选。本研究采用Tol2转座子介导的基因捕获方法,筛选影响斑马鱼胚胎发育的突变体,并对其突变基因的功能进行研究。本研究筛选到66个表达绿色荧光标记蛋白GFP的转基因家系,其中有不到三分之一的家系的胚胎在发育过程中荧光分布呈现出一定的时空特异性。进一步筛选发现,有6个家系的F1代自交的后代产生了突变表型。本研究对BGS055家系产生的细胞分裂异常突变体stagnant and curly(stac)进行了进一步研究。BGS055家系胚胎的GFP早期表达在全身,20体节之后主要集中在脑部和脊髓。stac突变体在20 hpf之后出现可辨别的细胞死亡,之后细胞死亡主要发生在头部和脊髓,并伴随后部体轴向上弯曲,突变体胚胎在受精后4-5天死亡。stac突变体中,转座子插入了cenph位点的第二个外显子中,使其不能表达出正确的产物。cenph所编码的着丝粒蛋白Cenph,是细胞分裂过程中参与染色体分离的重要结构蛋白。在stac胚胎中,过表达cenph的mRNA可以挽救stac的表型,而用反义寡核苷酸抑制野生型胚胎中的cenph可以产生与突变体类似的表型。这些结果证实,Cenph的缺失是导致stac突变表型的根本原因。用免疫染色等实验可观察到,stac胚胎中大量细胞含高度浓缩的染色质和DNA断裂,表明发生了大量的细胞凋亡。进一步实验表明,在突变体中内在凋亡信号通路被激活,而且p53基因的下调可以部分抑制stac中的细胞凋亡。免疫荧光和流式细胞分选实验证明,stac胚胎中Cenph的缺失引起了染色体分离异常、纺锤体排列混乱,并导致了细胞分裂停滞在G2/M期。通过致癌剂诱导肿瘤生成实验发现,stac杂合体的恶性肿瘤发生率低于对照野生型鱼。本课题证明了Tol2转座子介导的基因捕获方法是研究发育相关基因的功能的有效手段,首次揭示了cenph基因在细胞分裂和胚胎发育过程中的必要性及其与肿瘤发生的关系。