半滑舌鳎hsd11b1l和hsd11b2基因的克隆及其温度响应的表达规律

皮质醇在鱼类应对外界环境压力的过程中起到重要调控作用,而hsd11b1l和hsd11b2具有调节体内皮质醇浓度的重要功能。本研究克隆了半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis) hsd11b1l和hsd11b2基因的cDNA全长序列,分析了其序列特征,研究了其时空表达特征及温度响应的表达规律。结果显示,hsd11b1l cDNA全长为1650 bp,开放性阅读框长度为864 bp,编码287个氨基酸;hsd11b2 cDNA全长为4526 bp,开放性阅读框长度为1209 bp,编码402个氨基酸。半滑舌鳎不同组织和性腺发育时期的表达分析结果显示,hsd11b1l在肝脏中表达量最高,在卵巢的表达量是精巢的2倍,且在6月龄和3龄鱼的卵巢中呈现较高表达;而hsd11b2主要在精巢中表达,在6月龄鱼的精巢中表达量最高,随后表达量急剧降低,在卵巢中各个时期几乎不表达。半滑舌鳎温度响应的表达结果显示,高温(28℃)处理2个月后,与正常温度(22℃)对照组相比,hsd11b1l和hsd11b2在雄鱼中的表达量均显著降低(P<0.05);高温短期应激48 h,hsd11b1l表达在雌鱼和雄鱼中均显著降低,hsd11b2表达仅在雄鱼中有显著下调(P<0.05)。本研究探讨了hsd11b1l和hsd11b2基因在半滑舌鳎性别分化过程中的表达规律,为研究环境温度与半滑舌鳎性别分化之间的关系奠定了基础。     

半滑舌鳎StAR基因克隆及其在不同组织的时空表达分析

利用半滑舌鳎性腺转录组测序获得的StAR基因部分序列,设计RACE引物,克隆了半滑舌鳎StAR基因的cDNA序列,全长为1 294 bp,5'端UTR为132 bp,3'端UTR为310 bp,开放阅读框(ORF)为852 bp,共编码283个氨基酸。将半滑舌鳎StAR基因与其他物种StAR基因进行氨基酸同源性分析,结果显示,半滑舌鳎StAR与塞内加尔鳎、大口黑鲈、花鲈、金头鲷的同源性都达到了85%,与虹鳟、斜带石斑鱼及日本鳗鲡的同源性分别为81%、83%和76%。雌、雄鱼不同组织StAR基因的表达分析表明,StAR基因在雄鱼性腺中高表达,在雄鱼的肝脏、脑及心脏中表达量较低,而在雄鱼的其他组织中不表达;在雌鱼肠中不表达,在其他组织(卵巢、肝脏、脾脏、脑、垂体、肌肉、心脏、肾脏)中微量表达。荧光定量PCR分析不同组织与不同时期性腺表达谱表明,雄鱼性腺中StAR基因的表达量显著高于雌、雄鱼其他各组织(P0.05),提示StAR基因对雄鱼精巢发育起重要作用。雄鱼不同时期表达谱分析结果显示,StAR基因在66天前的精巢中不表达,在150天时表达量急剧增加,至2龄时表达量最高,3龄时表达量下降,说明该基因在精巢发育成熟过程中起重要作用。原位杂交结果显示,StAR基因主要在雄鱼精巢的精子细胞中表达,而在雌鱼的卵巢中不表达。研究表明,StAR基因在半滑舌鳎精巢发育中发挥作用,且可能在精子形成中发挥重要作用。     

半滑舌鳎抗缪勒氏管激素(AMH)基因的克隆及组织表达分析

本研究克隆了半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)AMH基因并对其进行表达分析。该基因cDNA序列开放阅读框长为1 563 bp,编码蛋白含520个氨基酸。该蛋白含有TGF-β超家族的特征序列,包含1个AMH-N区域和TGF-β结构域,并在C端生物活性区含有9个保守的半胱氨酸残基。系统进化分析表明,半滑舌鳎AMH和所有鱼类AMH聚为一簇,与鲽形目相似性最高。实时定量结果表明,AMH基因在半滑舌鳎不同组织中有差异表达,在正常雄鱼和伪雄鱼性腺中表达量最高。胚后不同时期性腺的实时定量结果表明,性腺分化之前AMH在精巢中相对表达量较低,70 dph(days post hatching)达到最高峰,而在卵巢中呈现先升高后下降的趋势,预示AMH基因可能在半滑舌鳎性腺发育中起重要作用。较正常雄鱼后代而言,AMH基因在伪雄鱼后代的雄鱼和伪雄鱼性腺中的表达都有升高的趋势,而在雌鱼中无明显差异,也预示其可能参与半滑舌鳎的性反转过程。     

半滑舌鳎Shh基因的克隆与表达及甲基化分析

通过RACE方法获得半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)Hh基因家族的Shh基因,该基因全长1 922 bp,其中5′UTR 266 bp,3′UTR 360 bp,ORF1 296 bp,编码431个氨基酸,经预测该多肽的相对分子质量为47.28 k D,理论等电点6.95,具有Hh基因家族特有的保守结构域。氨基酸序列分析表明,半滑舌鳎Shh与牙鲆的同源性最高,为82%,与其他鱼类同源性为74%~81%,与非洲爪蟾的同源性为61%,与人和鼠的同源性为63%~64%。甲基化结果显示,Shh基因在1龄卵巢中的甲基化程度普遍低于雄鱼与伪雄鱼精巢。基因表达分析显示,Shh基因在胚胎期的囊胚期表达显著高于其它时期(P0.05),在雌雄成鱼8个组织器官均表达,在雌性性腺分化的关键期孵化后50 d,雌性性腺中表达量较前期升高,且显著高于同时期雄性性腺中的表达(P0.05),在雄性性腺分化的关键期80~95 d,Shh基因在雄性中的表达水平显著升高(P0.05),在8月龄、1龄及2龄雌鱼性腺中表达显著高于雄鱼与伪雄鱼。本研究表明,半滑舌鳎Shh基因在进化中高度保守,与胚胎分化、组织器官形成、雌雄性腺分化及性腺发育密切相关。     

半滑舌鳎Cs-UBE2D4基因的克隆、表达模式及启动子活性

泛素-蛋白酶体系统作为重要的蛋白质修饰途径,参与多个生物学过程,其中泛素结合酶E2作为关键酶可以决定泛素化对靶蛋白的影响。为了探究泛素结合酶E2在半滑舌鳎雌性性腺发育中的作用,本研究克隆了半滑舌鳎Cs-UBE2D4基因的开放阅读框ORF,检测了该基因在不同组织和不同发育阶段性腺中的表达模式;构建了其启动子报告基因载体(pGL3-Cs-UBE2D4)并进行了启动子活性分析。Cs-UBE2D4开放阅读框为360 bp,编码119个氨基酸,含有保守的泛素结合酶E2结构域。荧光定量PCR结果显示,Cs-UBE2D4在雌鱼的各组织中广泛表达,其中在卵巢和肝脏中表达量较高,而在雄鱼中几乎检测不到表达;在卵巢各发育阶段中,该基因的表达量从90日龄开始上调,6月龄达到峰值,之后开始下调,在1.5龄时表达量最低,在3龄时表达量有所回升,其中6月龄表达量为90日龄表达量的1.97倍。双荧光素酶活性检测结果显示,Cs-UBE2D4启动子具有较强的转录活性。本实验将为进一步开展Cs-UBE2D4基因对半滑舌鳎卵巢发育和性别调控相关机制的研究提供理论依据。     

稀有■鲫Foxo3a、Foxo3b基因克隆和表达分析

利用RACE技术自稀有■鲫的卵巢中克隆叉头蛋白O3a(Foxo3a）、叉头蛋白O3b(Foxo3b）基因的全长cDNA序列，采用RT-PCR、qRT-PCR和原位杂交法检测其组织分布、时序表达、细胞定位和雷帕霉素处理后的表达。结果显示，Foxo3a基因全长cDNA序列为2562bp，包括242bp的5′端非编码区、367bp的3′端非编码区、1953bp的开放阅读框，编码650个氨基酸；Foxo3b基因全长cDNA序列为2804bp，包括470bp的5′端非编码区、375bp的3′端非编码区、1959bp的开放阅读框，编码652个氨基酸。Foxo3a基因只在脑和卵巢中表达，在其他组织中不表达；Foxo3b基因在所检测的组织中均有表达，在脑和卵巢中的表达量较高。随着卵巢的发育，Foxo3a基因表达量呈逐渐升高的趋势，Foxo3b基因表达量未出现显著变化。原位杂交结果显示，Foxo3a、Foxo3b基因定位于卵巢Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ时相的生殖细胞和滤泡细胞中。雷帕霉素处理影响了卵巢中Foxo3a基因的表达，对Foxo3b基因的表达无显著影响。试验结果表明，Foxo3a和Foxo3b基因可能在稀有■鲫...     

花鲈性腺分化组织学及性别相关基因cyp11b和cyp19a1a的表达分析

以花鲈(Lateolabrax maculatus) 1~214 dph (day post hatching)的仔稚鱼、幼鱼以及18月龄的雌鱼和雄鱼为研究对象,研究了花鲈早期性腺发生、发育和分化情况;分析了性腺分化过程中性别相关基因(cyp11b和cyp19a1a)的表达及与性别之间的关系。结果显示,在30 dph [全长为(1.28± 0.10) cm],首次在中肾管前端的腹腔膜周围观察到原始生殖细胞(primordial germ cells, PGCs),说明30 dph前是花鲈胚后PGCs迁移至生殖嵴的关键时期;在55 dph [全长为(2.45±0.19) cm],观察到一对呈对称分布的原始性腺已经形成,说明花鲈幼鱼的原始性腺在30~55 dph (全长为1.28~2.45 cm)之间发生;55~180 dph时(全长为2.45~12.28 cm),原始性腺不断发育变大,并且一直处于未分化状态;180 dph后性腺开始分化;在195 dph [全长(14.54±1.54) cm]观察到精巢开始分化,卵巢于205 dph [全长为(15.86±0.94) cm]开始分化,且性腺的解剖学分化要早于细胞学分化;18月龄的花鲈幼鱼性腺发育到Ⅱ期。性别分化相关基因cyp19a1a在花鲈卵巢中的表达量高于同期精巢,说明其在卵巢的分化及维持中发挥更关键的作用,而cyp11b在18月龄幼鱼Ⅱ期精巢中的表达量显著高于同时期的卵巢及Ⅰ期精巢,说明其主要在精巢的分化及维持中扮演重要角色。本研究结果不仅可以丰富花鲈的繁殖生理学资料,也为其性别调控技术的研究提供了科学依据。     

半滑舌鳎Vasa基因cDNA克隆及其在繁殖周期的表达

通过简并引物和RACE技术分离得到了半滑舌鳎Vasa基因的cDNA序列,其全长为2 602 bp,编码包含722个氨基酸残基的蛋白质。半滑舌鳎Vasa在N末端含有5个RGG重复和10个RG重复,具备DEAD-box家族特有的8个保守基序,与东方蓝旗鲔的同源性最高(91%)。利用RT-PCR技术研究了csVasa在性成熟半滑舌鳎中的表达模式。组织分布研究发现,Vasa在半滑舌鳎的卵巢和精巢中表达丰富,心脏中有微量表达;繁殖周期中,卵巢中Vasa的表达量在初级卵黄期和囊泡期要明显高于核周期和退化吸收期;精巢中,Vasa在精子细胞增殖期的表达量要显著高于精子成熟期和精母细胞增殖期。结果表明,Vasa可能在半滑舌鳎的配子发生中起重要作用。     

半滑舌鳎雌、雄鱼myostatin基因差异表达的初步研究

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)生长具有明显的性别二态性,性成熟雌鱼体重显著高于雄鱼。鱼体肌肉占体重的40%~60%,肌肉生长是生长性状的核心,而myostatin (mstn)基因是肌肉生长发育的负调控因子,对成肌细胞的增殖具有抑制作用。本研究旨在探究肌肉生长发育过程中,mstn基因在半滑舌鳎雌、雄鱼的时空表达模式及其与雌、雄鱼生长差异的关系。结果显示,在所检测的1龄鱼的9个组织中,mstn在肌肉中的表达量最高。不同发育时期的肌肉组织定量结果显示,1龄和2龄雄鱼中的表达量显著高于雌鱼(P<0.05),而在选取的其他时期,雌、雄鱼之间的表达量不存在显著差异。原位杂交结果显示,mstn基因的表达位置在肌纤维边缘,即成肌细胞增殖分化的位置。本文系统研究了肌肉生长发育的负调控因子mstn在半滑舌鳎雌、雄鱼中的时空表达模式,为深入研究半滑舌鳎雌、雄鱼生长差异的原因及其机制提供了基础。     

多鳞铲颌鱼RPL34基因3’端序列的克隆与表达

采用同源克隆和cDNA末端快速扩增技术,从多鳞铲颌鱼雄生殖腺中首次克隆得到核糖体蛋白L34 3’末端cDNA序列。该3’末端cDNA序列长297bp,预测开放阅读框为162bp,编码53个氨基酸的蛋白质,经BLAST比对,该cDNA序列与斑马鱼、斑点叉尾鱼回、非洲爪蟾、大西洋鲑同源率达到82%～85%。利用实时定量RT-PCR检测核糖体蛋白L34mRNA在多鳞铲颌鱼组织中的表达,以及注射激素后在生殖腺中的表达。研究结果表明,核糖体蛋白L34基因在多鳞铲颌鱼雄生殖腺中特异性表达;核糖体蛋白L34在雌性生殖腺、心、脑、鳃、肠和肌肉中表达量较少,其中在雌性生殖腺表达量最低,雄性生殖腺表达量高于雌性生殖腺、肝、心、脑、鳃、肠、肌肉、脾,差异极显著(P0.01)。在雄性生殖腺注射甲基睾丸酮后,核糖体蛋白L34基因的表达量对照组高于注射组,差异显著(P0.05),在雌性生殖腺注射雌二醇后,核糖体蛋白L34基因表达量对照组高于注射组,差异极显著(P0.01)。     

胡子鲇脑型芳香化酶基因全长cDNA克隆及表达

采用RT-PCR和RACE法,克隆了胡子鲇(Clarias fuscus)脑型芳香化酶基因Cyp19a1b,应用荧光实时定量PCR检测其在前脑、下丘脑、脑垂体、肝、精巢和卵巢6种组织,以及性腺分化前后(出膜后12～30 d)全鱼中的mRNA表达。结果表明,Cyp19a1b cDNA全长2 347 bp,5′端非编码区219 bp,3′端[不包括poly(A)]596 bp,开放阅读框(ORF)1 503 bp,编码500个氨基酸,推测其编码蛋白质分子量为56.388 kD。序列分析及分子系统进化树结果表明,胡子鲇Cyp19a1b氨基酸序列与非洲鲇(Clarias gariepinus)Cyp19a1b同源性最高,达95.6%;与南方大口鲇(Silurusmeridionalis)、黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)、斑马鱼(Danio rerio)、斑点叉尾(Ictalurus punctatus)、赤点石斑鱼(Epinephelus akaara)、鲤(Cyprinus carpio)、鲫(Carassius auratus)及稀有鲫(Gobiocypris rarus)Cyp19a1b同源性达75%以上,但与上述鱼类的性腺型芳香化酶基因(Cyp19a1a)同源性低于62%,表明其为脑型芳香化酶,同源性分析结果与根据传统形态学和生化特征分类的结果相一致。荧光实时定量PCR结果显示,Cyp19a1b在胡子鲇上述组织中均有表达,其中下丘脑中表达量最高,肝和精巢最低,在脑部的表达存在明显的性别差异(P<0.05)。此外,在胡子鲇性腺分化前(出膜后12 d)Cyp19a1b即开始表达,但分化前后表达量无显著性差异(P>0.05)。结果暗示Cyp19a1b可能不是引起胡子鲇性腺分化的直接因素,但其可能通过"下丘脑垂体性腺轴"对性腺分化过程产生间接影响。     

圆斑星鲽sox9基因的克隆与表达

本研究筛选到圆斑星鲽(Verasper variegatus)的性别相关基因sox9,并通过RACE技术获得了全长序列,基因全长为3287 bp,包括1431 bp的ORF,编码477个氨基酸,368 bp的5¢ UTR和1488 bp的3¢ UTR。在3¢ UTR中有多聚腺苷酸尾和加尾信号AATAAA。通过荧光定量PCR测定了sox9基因在圆斑星鲽成鱼不同组织中的表达水平,发现sox9基因在圆斑星鲽的脑、眼、鳃、心、肝、胆、肠、精巢、卵巢、肾和肌肉等各个组织中都有不同程度的表达。在鳃、脑和精巢组织中检测到较高水平的sox9转录,其中精巢中的转录水平显著高于其他组织,sox9基因在性腺中的表达显示出性别两相性差异。其在精巢中的表达水平要显著高于卵巢,说明sox9基因与雄性性腺发育相关。通过测定sox9基因在圆斑星鲽幼鱼不同发育时期(20、30、40、50、60、70和80日龄)的表达水平,发现其在20~50日龄表达量逐渐下降,在60日龄时表达量上升,推测表达量上升可能与幼鱼性腺分化相关。     

金钱鱼促性腺激素受体基因克隆及其在性腺发育不同时期mRNA表达水平的分析

为了解金钱鱼促性腺激素受体基因(GtHRs)在金钱鱼性腺发育中的作用,采用反转录PCR(Rt-PCR)与cDNA末端快速克隆(RACE)首次克隆了金钱鱼卵泡刺激素受体(FSHR)和促黄体生成素受体(LHR)的cDNA序列全长。FSHR的cDNA全长2538 bp,编码702个氨基酸,LHR的cDNA全长3315 bp,编码722个氨基酸,它们都含有属于糖蛋白激素受体(GHR)家族的典型跨膜螺旋结构区域(TM helix)。同源性分析显示金钱鱼GtHRs与欧洲鲈的相似性最高,且GtHRs在进化中具有一定的保守性。性腺不同时期表达分析表明,在卵巢Ⅰ期时,FSHR高水平表达,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期时在较低水平表达。在精巢中,FSHR的表达水平在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期逐渐升高并在Ⅲ期达到最高,Ⅳ期开始下降。LHR在金钱鱼卵巢和精巢的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期低水平表达,在Ⅳ期表达水平达到最高。研究表明,FSHR在金钱鱼性腺发育早期扮演重要作用,LHR与卵子和精子的成熟有关。