【摘 要】
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DMRT（doublesex and mab-3 relatated transcription factor）是广泛分布于多个生物类群中的一个转录因子基因家族,在性别决定和分化、神经及感官器官发育等方面发挥关键的作用。已有的研究显示,鱼类Dmrt家族成员和功能与其它动物类群相比有明显的独特性和多样性。本研究应用生物信息学分析方法,对分属10个总目的17种鱼类的dmrt基因序列进行系统进化与共性线
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DMRT（doublesex and mab-3 relatated transcription factor）是广泛分布于多个生物类群中的一个转录因子基因家族,在性别决定和分化、神经及感官器官发育等方面发挥关键的作用。已有的研究显示,鱼类Dmrt家族成员和功能与其它动物类群相比有明显的独特性和多样性。本研究应用生物信息学分析方法,对分属10个总目的17种鱼类的dmrt基因序列进行系统进化与共性线分析。结果显示,所分析的鱼类均具有家族成员dmrt1～5,大部分鱼类的dmrt2存在2种亚型（dmrt2a和dmrt2b）,dmrt2b基因为鱼类特有;而dmrt6基因仅在大口黑鲈等5种鱼类中发现;大西洋鲑和日本鳗鲡的部分dmrt基因发生倍化现象。系统进化分析显示,Dmrt,2,6-8聚为第一类群,Dmrt4,5聚为第二类群,Dmrt3单独为一类群。鱼类dmrt1～3三个基因和dmrt1-dmrt3-dmrt2基因簇的基因选择压力分析发现,其Ka/Ks值均小于0.2,表明其进化过程保守性较高,为纯化选择。鱼类dmrt1-3-2基因簇的旁侧基因较为保守,但除斑马鱼等3种鱼类具有完整的11个基因外,其余鱼类均有部分基因缺失;大口黑鲈有4个拷贝的dapk1基因,而花斑剑尾鱼有2个拷贝的ctsla基因。通过对不同物种DMRT基因家族的共线性分析发现,鱼类的dmrt1,dmrt2a,dmrt3-5都与高等脊椎动物具有保守共线性,dmrt2b为鱼类特有的dmrt基因,在鱼类中也有保守共线性。在进化过程中dmrt6在大部分鱼类中缺失,斑点雀鳝和斑点叉尾鮰的dmrt6与高等脊椎动物具有类似共线性（lrp8基因下游）,而大口黑鲈和尼罗罗非鱼的dmrt6基因则处在保守的plec和eppk1-fbxl6基因之间。不同鱼类DMRT家族成员及序列的差异提示,它们可能在进化过程中发挥着不同的生物学功能。本研究将为鱼类DMRT家族性别决定和调控机制的研究提供相关分子依据,特别是系统基因组学方面的参考信息。Dmrt3基因是性别决定和分化过程中重要的转录因子,是目前已知保守的性别决定相关基因。本研究基于大口黑鲈全长转录组数据,克隆测序获得大口黑鲈Msdmrt3 c DNA序列,其开放阅读框（ORF）为1245 bp,共编码474个氨基酸,含有高保守的DM和DMA结构域,DM结构域有2个保守的锌指样结合位点。蛋白三维预测结构与人和青鳉的DMRT3相似。结合大口黑鲈基因组数据分析显示,Msdmrt3位于基因组7号染色体上,基因序列3353 bp,由2个外显子与1个内含子组成。进化树聚类分析显示,Msdmrt3属于DMRT3家族,且可能与低等节肢动物Dmrt93B起源于共同的原始Dmrt。对大口黑鲈14种组织以及8个发育时期的Msdmrt3基因的表达情况进行定量分析,结果显示Msdmrt3基因在成熟个体的脊髓中高表达,精巢和眼次之,但在卵巢和肝脏几乎不表达;Msdmrt3在各发育时期均有表达,在6 dpf前呈逐渐上调趋势,之后逐渐下调至最低水平。本研究表明,Msdmrt3基因序列与结构具有高保守性,且具有显著的性别表达二态性,推测其与性别决定和分化有关;同时,Msdmrt3基因在脊椎和胚胎发育早期的高表达,推测其可能在神经系统和胚胎早期生长发育中发挥作用。本研究可为大口黑鲈性别决定与性别分化分子机制的深入研究奠定基础。
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