论文部分内容阅读
光周期是影响鱼类繁殖活动最重要的因素之一。自然界中的鱼类通过感知光周期变化来调节自身性成熟和排卵等生殖活动,以确保后代有较高的存活率。目前,光周期操纵已成为一种促进或延迟经济型鱼类性腺发育的有效工具,极大的提高了鱼类的经济效益。全面了解光周期与硬骨鱼类性腺发育之间的相互作用,对于优化鱼类的全人工繁殖具有重要的指导意义。研究光周期对鱼类卵巢发育的影响机理,掌握卵巢自分泌因子在此过程中的动态响应,可深入理解对鱼类适应生理、繁殖生理等方面的机理,为鱼类实际生产提供理论参考。本论文以斑马鱼为研究对象,通过评估全黑暗(0L:24D,DD)、正常光照(14L:10D,LD)、全光照(24L:0D,LL)三种光周期条件下,雌性斑马鱼的繁殖力、血浆中雌激素和卵黄蛋白的含量、雌激素受体和卵黄蛋白原受体m RNA表达水平、TGF-β信号通路中信号分子转录及蛋白水平的变化,旨在为进一步探讨光周期对斑马鱼卵巢发育的调控机制提供基础资料。具体研究结果如下:1.通过分析不同光周期条件下雌性斑马鱼的各项繁殖力指标,评估光周期对斑马鱼卵巢发育的影响。研究结果表明,不同光周期处理7天后,DD组雌性斑马鱼的性腺指数(GSI)、绝对繁殖力(F)、体长相对繁殖力(FL)指标显著高于LD组和LL组(P<0.05),但LD和LL组之间无显著性差异;体重相对繁殖力(FW)在三个光周期条件下各组间无显著性差异。三种光周期下,卵巢中卵黄发生前期(PV期)卵母细胞比例均为最高水平,且LL组中PV期卵母细胞比例显著高于DD组(P<0.05);随着光照时间延长,卵黄发生中期(MV期)和充分生长未成熟期(FG期)卵母细胞数量呈依次降低趋势,且DD组显著高于LL组(P<0.05)。DD组雌鱼所产的受精卵卵黄直径显著大于LD和LL组(P<0.05),但LD和LL组之间未见显著差异。随着光照时间延长,斑马鱼的绝对产卵量、相对产卵量指标呈逐渐降低趋势,且LL组显著低于DD组(P<0.05);LL组的受精率和孵化率显著低于DD和LD组(P<0.05),但DD和LD组之间无显著差异性。上述结果表明连续黑暗促进斑马鱼的卵巢发育,连续光照抑制斑马鱼的卵巢发育。2.采用酶联免疫吸附测定法(ELISA)和实时荧光定量-PCR(q-PCR)技术,探讨了不同光周期条件下斑马鱼血浆内雌二醇(E2)、卵黄蛋白原(VTG)含量及肝脏和卵巢中esr、vtgs m RNA的相对表达。研究结果表明,不同光周期处理3天后,雌性斑马鱼血浆内E2和VTG含量相对稳定;但不同光周期处理7天后,血浆内E2和VTG含量随光照时间延长呈依次降低趋势,且DD组显著高于LL组(P<0.05)。不同光周期处理下,3个雌激素受体(esr1、esr2a、esr2b)在斑马鱼肝脏和卵巢中的表达模式类似。不同光周期处理3天后,斑马鱼肝脏和卵巢中esr1、esr2a、esr2b的相对表达保持稳定;但连续黑暗处理7天显著增加了肝脏中esr1和卵巢中esr1、esr2b的表达(P<0.05)。连续黑暗处理7天也显著增加了斑马鱼肝脏中5个卵黄蛋白原基因(vtg1-vtg5)的表达量(P<0.05);但三种光周期下vtg6和vtg7的表达模式未观察到显著性差异。以上结果表明:持续黑暗通过增加E2分泌和上调esr表达促进VTG的合成,从而促进卵黄发生和卵巢发育。3.采用q-PCR、免疫组化(IHC)、免疫印迹(WB)技术,探讨了斑马鱼卵巢中TGF-β-Smad/p38MAPK信号通路中相关基因及蛋白的表达或定位情况。研究结果表明,在不同光周期条件下,TGF-β-Smad/p38MAPK信号通路中信号分子在斑马鱼卵巢中的表达模式不完全一致,其中TGF-β家族的配体(tgfb3)、受体(tgfbr2a,tgfbr2b,tgfbr1b)和下游的蛋白激酶(smad2、smad3a、p38β)的表达趋势一致,即在不同光周期处理3天后,上述6个基因的相对表达量,在DD组最高,LL组最低,但处理7天后则呈相反趋势。免疫组化结果显示,在斑马鱼PV期至FG期的卵母细胞中均检测到p-Smad2蛋白信号,但表达位置不同,在PV、EV期的卵母细胞中,p-Smad2主要在细胞核中表达;在MV、FG期的卵母细胞中,p-Smad2主要在细胞质中表达;滤泡细胞中也检测到了弱的p-Smad2阳性信号;但光周期处理后未影响p-Samd2在斑马鱼卵巢中的定位。免疫印迹结果表明,不同光周期处理3天后,连续光照显著提高了斑马鱼卵巢中磷酸化p38MAPK蛋白水平(P<0.05),但光周期处理7天后,差异显著性消失。以上结果表明:光周期变化可能通过改变tgfb3/受体/蛋白激酶基因的表达模式影响斑马鱼卵巢发育,但更为深入的机制,需要进一步的研究和探索。