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罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)生长速度快,养殖周期短且经济效益较好,目前已成为我国主要养殖的淡水虾种。随着罗氏沼虾养殖业的快速发展,种质退化问题日渐突出,苗种表现出免疫能力差、褪壳难、性早熟与成活率低等状况,优质苗种的供应已经成为限制我国罗氏沼虾养殖业发展的首要因素。通过遗传育种方法培育优良品种是解决以上问题的有效途径,开展与性腺发育相关基因的研究对罗氏沼虾的遗传育种意义重大。FOXL2(Forkhead box L2)基因在哺乳动物、鱼类、节肢动物及软体动物的一些物种中已有研究报道,尤其是在哺乳动物与鱼类中,认为FOXL2基因在性腺发育过程中发挥了重要作用。但在甲壳类动物中,FOXL2基因的功能研究报道依旧较少。基于此,本研究以罗氏沼虾为研究对象,克隆出其FOXL2基因c DNA序列,并结合生物信息学、组织学及分子生物学等手段,对其组织表达模式及生物学功能进行了初探,研究结果将为研究FOXL2在罗氏沼虾性腺发育中的作用机制奠定基础,主要研究结果如下:1.罗氏沼虾FOXL2基因的克隆与序列特征分析为获取罗氏沼虾FOXL2基因(Macrobrachium rosenbergii FOXL2,MrFOXL2)c DNA序列,本试验使用克氏原螯虾FOXL2 c DNA序列作为Query,并利用BLAST+工具在罗氏沼虾卵巢组织的转录组数据中进行对比,以获得MrFOXL2基因的部分序列片段。然后使用RACE技术扩增得到MrFOXL2基因c DNA的末端序列,经序列拼接得到MrFOXL2基因c DNA序列长度为2524bp,其中包含1470bp的开放阅读框。MrFOXL2蛋白的分子质量为53.57k Da,等电点为8.34,包含两个糖基化位点与56个磷酸化位点。蛋白质二级和三级结构预测结果表明,MrFOXL2含有3个α-螺旋和3个β-折叠。序列相似性分析结果表明,MrFOXL2与克氏原螯虾(Procambarus clarkii)和中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)FOXL2的氨基酸序列相似性分别为57.98%与58.19%,与软体动物、鱼类和脊椎动物FOXL2序列相似性较低。进化树结果显示,MrFOXL2基因与节肢动物的物种聚在一起,其中与中华绒螯蟹的进化关系最近。本研究发现MrFOXL2基因的序列特征与哺乳动物、鱼类和软体动物FOXL2基因有较大差异。2.罗氏沼虾FOXL2在不同组织及卵巢发育不同时期的表达模式研究为进一步研究MrFOXL2基因的表达模式,试验分别提取了成年罗氏沼虾脑、胃、鳃、肝胰腺、卵巢、精巢、输精管、心脏和肌肉等9种组织的总RNA,并利用半定量PCR和荧光定量PCR分析了MrFOXL2基因在9种组织中的相对表达量。MrFOXL2在所采集的罗氏沼虾9种组织中均有表达,其中在精巢、卵巢与输精管等组织中高表达,在精巢中的表达量最高。试验进一步利用原位杂交技术定位肝胰腺、卵巢、精巢与输精管中MrFOXL2基因的转录产物,并分析MrFOXL2基因在卵巢发育不同阶段的表达量变化。原位杂交结果显示,MrFOXL2基因定位于肝胰腺的分泌细胞、卵巢的卵母细胞、精巢的精母细胞与输精管的分泌上皮细胞之中。在卵巢发育的四个阶段中MrFOXL2均有表达,其中MrFOXL2在I期卵巢中表达量最高。本研究发现MrFOXL2基因的表达主要集中在性腺组织,并且在精巢和卵巢之间呈现出性别二态性(精巢组织中的表达量显著高于卵巢),这表明MrFOXL2基因可能在罗氏沼虾性腺发育过程中发挥重要作用。3.罗氏沼虾FOXL2在性腺发育中的功能初探为研究MrFOXL2基因在罗氏沼虾性腺发育过程中的作用,试验采用RNA干扰(RNA interference,RNAi)技术研究注射不同剂量MrFOXL2的dsRNA后,对雌雄虾MrFOXL2基因表达的抑制效果。利用荧光定量PCR分析干扰MrFOXL2基因后性腺发育相关基因(VG、ECR、CATL和IAG)的表达量变化,并在持续28d沉默MrFOXL2基因后使用组织切片技术观察精巢的组织学变化。研究结果显示,注射不同剂量的dsRNA对精巢与卵巢中MrFOXL2基因产生了不同水平的干扰效果,当dsRNA的注射剂量为1μg/g时对精巢与卵巢中MrFOXL2基因的干扰效果最佳。注射一次dsRNA后,精巢中MrFOXL2的表达量在注射后3d时下降至最低,在注射dsRNA后7d内,精巢中MrFOXL2的表达量仍不足正常条件下的80%。在注射1μg/g dsRNA后,卵巢中CATL基因的表达量显著提高,而VG与ECR基因的表达量显著降低。注射不同剂量的dsRNA时,与对照组相比较,精巢中IAG的表达量均显著降低,并与MrFOXL2基因的表达量变化呈相似的趋势。当dsRNA的注射剂量为1μg/g时,精巢中IAG的表达量下降至最低。另外,在持续28d沉默MrFOXL2基因后,实验组雄虾的精巢中精子数量显著减少,而对照组雄虾的精巢富含精子。综上所述,MrFOXL2对VG、ECR、CATL与IAG等基因具有调控作用,并且与罗氏沼虾精巢中精子的产生密切相关,这表明MrFOXL2基因在罗氏沼虾性腺发育过程中可能发挥重要功能。