【摘 要】
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随着鱼类杂交育种的快速发展,各种杂交品种应运而生。2010年,本团队开展了草鱼与赤眼鳟杂交实验,已成功获得1-5龄草鱼（♀）×赤眼鳟（♂）杂交子一代,且其在肉质、抗病能力等方面具有一定的杂种优势。但本团队前期研究结果表明杂交F1性腺分化异形,雌性只有部分可育,且个体间可育性能差异大,雄性可产生精子细胞,但未观察到成熟精子和正常排精现象。本研究明确了草鱼、赤眼鳟及杂交F1的早期性腺组织形态;采用转录
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随着鱼类杂交育种的快速发展,各种杂交品种应运而生。2010年,本团队开展了草鱼与赤眼鳟杂交实验,已成功获得1-5龄草鱼（♀）×赤眼鳟（♂）杂交子一代,且其在肉质、抗病能力等方面具有一定的杂种优势。但本团队前期研究结果表明杂交F1性腺分化异形,雌性只有部分可育,且个体间可育性能差异大,雄性可产生精子细胞,但未观察到成熟精子和正常排精现象。本研究明确了草鱼、赤眼鳟及杂交F1的早期性腺组织形态;采用转录组测序结合草鱼和赤眼鳟全基因组信息开展多组学的联合分析,筛选得到与草鱼、赤眼鳟及杂交F1性腺发育过程中相关基因并检测其表达量;同时测定不同年龄杂交F1雄性个体血清中性类固醇激素水平,分析性腺发育关键因子在雄性不同发育时期精巢中的表达特征;旨在为草鱼、赤眼鳟及杂交F1的性腺分化机制研究提供参考依据。本文主要研究结果如下:（1）赤眼鳟在120 d时性腺组织中存在少量第I时相初级卵母细胞,即120 d前完成性腺分化;草鱼在120 d时卵母细胞处于分裂阶段,150 d时已完成性腺分化;杂交F1在120 d时存在肉眼可见的透明细线状性腺,性腺分化性状介于赤眼鳟和草鱼之间。（2）完成150日龄草鱼、赤眼鳟和草鱼×赤眼鳟杂交F1下丘脑、垂体和性腺组织进行三代和二代转录组数据测序分析,完成27个样品的转录组测序,共获得200.23 G的clean data,Q30均达到85%。对各样品去冗余的转录本序列进行结构分析,每个样品分别得到4016,5331,6182个可变剪接。对合并后去冗余的转录本序列进行结构分析,共预测出296,632个SSR和142,391个完整CDS区。对合并后去冗余的转录本序列进行Lnc RNA预测,共预测得到24,505个Lnc RNA。对合并后去冗余的转录本序列进行功能注释,共有154,293序列得到注释。KEGG通路分析发现,草鱼与赤眼鳟下丘脑转录组数据中差异转录本显著性高的富集通路中主要包括催产素信号通路、促性腺激素释放激素信号通路、相关囊泡运动、肾素分泌、卵母细胞减数分裂。（3）通过转录组筛选出HSD3B7、HSD17B1、HSD17B3、HSD20B2、CYP17A2、CYP1B1、CYP2AA12、UGT2A1、UGT1A1、FSHR,共10个调节性腺发育的关键分子,并采用荧光定量PCR检测该类分子在草鱼、赤眼鳟及其杂交F1的下丘脑、垂体和性腺组织中的表达差异。结果显示,杂交F1性腺中UGT1A1的表达量显著高于草鱼和赤眼鳟;赤眼鳟垂体和性腺中HSD3B7、CYP17A2的表达量显著高于草鱼和杂交F1;赤眼鳟下丘脑中CYP2AA12的表达量显著高于草鱼和杂交F1,但在垂体中则是在杂交F1中的表达最为显著;除UGT1A1外,三种鱼的其余9个分子在垂体组织中的表达差异明显,HSD17B1、HSD17B3、HSD20B2、CYP1B1、UGT2A1、FSHR在草鱼垂体组织中的表达量均显著高于赤眼鳟和杂交F1。（4）通过测定2-6龄杂交F1雄性个体血清中促黄体生成素（LH）、促卵泡成熟激素（FSH）、睾酮（T）和11酮基睾酮（11-KT）四个性激素的浓度变化发现,FSH大致趋势为随着年龄增长,激素浓度逐渐增加;FSH和LH均4龄时浓度达到最大（分别为5.12m IU/m L、9.61 m IU/m L）;在T、11-KT浓度方面变化不明显,但均在3龄鱼个体内含量最高（分别为11.81nmol/L、2305ng/L）。使用荧光定量PCR检测与鱼类精巢发育密切相关的dmrt1和sox9基因的表达水平,结果显示dmrt1在2龄鱼个体精巢内表达量最高,随后逐渐降低;sox9在4龄鱼个体精巢内表达量最高。综上所述,本研究发现杂交F1的早期性腺分化性状介于赤眼鳟和草鱼之间;采用转录组测序结合草鱼和赤眼鳟全基因组信息开展多组学的联合分析,明确了部分性腺相关分子在草鱼、赤眼鳟及其杂交F1的下丘脑、垂体及性腺中的表达差异,初步推断赤眼鳟和杂交F1在150日龄前性腺已分化完成,而草鱼的性腺分化完成时间在150日龄和180日龄之间;同时探讨了不同年龄杂交F1雄性性腺发育表达特性,发现T、11-KT的表达影响杂交F1的精子发生及精子成熟,dmrt1基因的表达异常可能与杂交F1雄性败育相关;该结果为日后草鱼、赤眼鳟及杂交F1的性腺分化机制研究奠定科学基础。
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