西伯利亚鲟β-actin基因cDNA全长克隆、序列分析及其作为内参基因的应用研究

采用同源克隆和RACE技术获得西伯利亚鲟(Acipenser baerii)β-actin基因cDNA全长,序列分析表明西伯利亚鲟β-actin基因cDNA全长1322bp,其包括的137bp的5′端非翻译区,57bp的3′端非翻译区和编码375个氨基酸残基的1128bp开放阅读框。与其他物种比对,该基因具极高的保守性。同时也利用同源克隆技术获得了西伯利亚鲟Sox2基因的同源保守区,该序列长768bp,编码256个氨基酸,也具较高的保守性,与其他物种的相似性在70%以上。以β-actin作为内参基因,对Sox2基因在西伯利亚鲟成鱼各组织及胚胎发育各时期进行实时荧光定量PCR检测,发现Sox2基因在不同组织中均有表达。其中,在肝、胰、肾、脑4个组织中表达量差距不大,均处于相对较低的水平,在肌肉组织中表达量最高,达到了肝脏的10.4倍。同时Sox2基因虽在西伯利亚鲟胚胎发育各时期均有表达,但表达也具明显的时间差异性。在受精卵期、囊胚期Sox2基因的相对表达量较低,在原肠期、神经胚期、视泡形成期和心脏形成期Sox2基因相对表达量较高,且在心脏形成期达到最高点。本研究为量化西伯利亚鲟发育分化过程中相关基因提供了坚实的参照工具,增加了后续试验的可信度,同时可为今后深入研究西伯利亚鲟Sox2在侧线神经节分化发育、细胞迁移过程中的作用提供基础参考依据。     

褐菖鲉发声系统形态结构及其发声特征研究

分别采用形态学和模拟领地入侵的方法研究了褐菖鲉发声系统和发声特征。结果表明,褐菖鲉发声系统由鱼鳔肌和鱼鳔组成。鱼鳔肌前方附着于颅骨的翼耳骨,后经第1～7肋骨,与鱼鳔背后侧部相连。在领地入侵模拟实验中,褐菖鲉发出了连续脉冲的“咕噜噜”声音,其平均脉冲周期为(32.6±2.6) ms,平均脉冲间隔为(51.8±81.4) ms, 主频为68～175 Hz。对单个声音脉冲中包涵的正弦波型的能量周期分析发现：其声音主频与最大能量周期的倒数一致,表明褐菖鲉是采用鱼鳔肌收缩的发声机制。     

Tbx5基因在牙鲆变态初期的表达

鲽形目鱼类仔鱼经过变态后形成眼睛和偶鳍等器官左右不对称的稚鱼。Tbx家族成员参与脊椎动物心脏、肢体和眼等器官的发育,而Tbx基因与鲽形目鱼类变态的关系目前尚无报道。运用扫描电镜和软硬骨染色等方法对出膜后2 d（变态早期）和26 d（变态前期）的牙鲆仔鱼的形态进行观察,牙鲆出膜后2 d胸鳍原基出现,出膜后26 d胸鳍发育成熟,而在出膜后26 d胸鳍和腹鳍仍左右对称。我们克隆了牙鲆Tbx5基因的CDS序列,该序列编码的多肽具有部分T-box保守结构域,与斑马鱼Tbx5同源性高达93%。系统进化分析显示：这段CDS序列与硬骨鱼的Tbx5基因聚为一支,但与四足动物Tbx5相分离。整体原位杂交显示出膜后26 d的牙鲆仔鱼中,Tbx5基因不仅在胸鳍、眼背侧、脊柱和尿囊表达,且在胸鳍和眼背侧的表达呈现左右不对称,左侧面（有眼侧）的表达量均高于右侧面（无眼侧）的表达量。综上结果显示,牙鲆Tbx5基因可能参与了变态过程中眼睛与胸鳍左右不对称的形成。     

两种鲭科以及其他鱼类松果体窗形态结构的比较

为了解鲭科鱼类颅顶松果体窗的结构和其与生活习性、鱼类系统进化的关系、利用光镜、X射线同步辐射技术以及组织石蜡切片技术观察了黄鳍金枪鱼（Thunnus albacares）和日本鲐鱼渊（Pneumatophorus japonicus）松果体窗的组织学结构。此外,通过随机取样分属9目17科的20种鱼类标本,检测松果体窗形态结构,分析松果体窗与鱼类进化发育的关系,并探讨其在鱼体可能发挥的生理功能。研究结果表明,具松果体窗的鱼类大都居于近海或淡水水域的底层,松果体窗的产生与它们的生存环境有一定关系,这种特殊的生理结构可以使鱼类在弱光环境中尽可能多地接受光线,让光线到达大脑并调节生理功能。同时,具有洄游特性的海洋鱼类也具有松果体窗结构,这种结构有利于鱼类通过感知光线的变换来确定洄游路线。     

全人工繁殖西伯利亚鲟的早期胚胎发育

西伯利亚鲟是重要的经济鱼类和进化发育研究材料。对全人工繁殖西伯利亚鲟的早期胚胎发育进行了观察和研究,成熟西伯利亚鲟卵呈球形、黑色、不透明、平均卵径为2.9mm;在水温15.5～18.0℃下,受精卵历时133h开始孵出,所需总积温为2173～2369℃·h;根据对西伯利亚鲟胚胎发育外部形态及典型特征的观察与分析,将其胚胎发育过程划分为合子、卵裂、囊胚、原肠胚、神经胚、器官形成和出膜7个阶段,共34个发育时期,并对胚胎发育各期的主要形态特征进行描述。     

长蛸平衡囊的形态结构和神经支配模式

采用光镜、扫描电镜、透射电镜和同步辐射等方法对长蛸平衡囊的形态和神经支配进行了研究。平衡囊位于长蛸头后部两侧的软骨腔中,表面是近似椭圆形的膜质结构。平衡囊表面缠绕的大量纤维丝,与软骨壁粘联后使囊悬浮于腔内的淋巴液中。平衡囊中的感觉毛细胞分为感觉斑(macula)和感觉脊(crista)两个区域,其中感觉斑毛细胞区被包裹着胶质粘液层的耳石覆盖,毛细胞动纤毛顶端嵌入耳石底层钙质微晶体间隙中;感觉脊区毛细胞呈带状螺旋型排列,共分九节,其毛细胞均由胶质顶(cupula)覆盖。毛细胞仅含等长、9+2微管型动纤毛,无静纤毛,其周围细胞含微绒毛。平衡囊内的一软骨凸起结构,相对感觉脊(anticrista),其表面无感觉毛细胞。同步辐射结果表明:支配感觉斑区的神经仅一条,而感觉脊区却由两条神经束从脑部经囊表后分支进入各自支配的毛细胞节区。     

褐菖鲉发声肌中小清蛋白的特性及肌肉纤维的超微结构特性

通过对褐菖鲉发声系统的研究,尤其是发声肌形态、小清蛋白含量和肌纤维超微结构等特征,发现褐菖鲉发声肌和白色肌肉中小清蛋白分子量均为10~14 ku。在白色肌肉肌纤维显微结构中,三联体(一个T小管+两个肌质网终池)仅处于Z膜,而在发声肌纤维中,三联体不仅在Z膜处,也在A带与I带交联处。与白色肌相比,发声肌超微结构中的肌质网更宽,肌膜更发达。在发声肌细胞中,线粒体多且聚集;而白肌细胞中,线粒体相对少且分散。结果显示:在褐菖鲉发声肌的快速收缩中,小清蛋白可能没有起重要作用,而是发达的肌膜、三联体和肌质网结构确保了该特殊肌肉快速收缩和放松的发声功能与行为,同时,大量聚集的线粒体保证其发声肌的持续工作能力。     

斑马鱼下颌再生中神经与肌肉的关系

本研究旨在揭示斑马鱼下颌再生中神经和肌肉的关系。通过HE染色技术、免疫荧光组织化学等实验技术分别观察斑马鱼下颌神经和肌肉的再生过程,考察神经和肌肉的关系。研究结果显示,截面附近的神经纤维在剪切后5 h降解,剪切后2 d时完全消失。剪切后3 d,整个芽基所在位置已出现新生的神经纤维。剪切5 d时,芽基上布满大量的神经纤维。肌纤维在剪切后12 h已发生断裂,剪切后5 d形成芽基细胞并分化成各种前体细胞如肌肉前体细胞,剪切后9 d出现新生的肌细胞,剪切后14 d新生的肌细胞与新生的神经纤维建立神经肌肉接头联系,30 d后成为成熟的肌肉组织。结果表明:如果斑马鱼1/3的下颌被人为切除,下颌肌肉可以实现功能性再生,同时神经极可能在肌肉再生中发挥作用。但是如果切除部分超过1/3,则下颌无法再生复原,其原因有待进一步研究。     

西伯利亚鲟仔稚鱼胚后发育的形态学和组织学观察

应用形态学和组织学研究技术对西伯利亚鲟(Acipenser baerii)仔稚鱼发育进行了较详细的观察,通过外部形态变化和内部器官发育情况,对西伯利亚鲟仔稚鱼发育各阶段进行区分。在水温(18.0±1.0)℃,pH 7.0～7.5的条件下,初孵仔鱼平均全长(9.05±0.14)mm,出膜后7日内为早期仔鱼阶段,仔鱼以卵黄囊作为营养来源,视觉是主要的感觉功能;8日龄至22日龄为晚期仔鱼阶段,最显著的特点是卵黄囊已消失,仔鱼转为底栖生活,开始主动摄食,各鳍条及其支鳍软骨逐渐发育完善,视网膜、味蕾、嗅囊和壶腹等器官的分化基本完成;23日龄至57日龄为稚鱼期,主要从骨板开始生长到骨板形成,各器官发育完善,身体各部分比例、体形及体色基本上与成鱼一致为止。西伯利亚鲟主要感觉器官的发育特征与其他硬骨鱼类相比表现出一定的差异,这种差异性充分体现了西伯利亚鲟物种的古老性,在生物进化中占据着重要的地位。     

褐菖鲉发声肌形态的雌雄差异

发声肌是褐菖鲉的特殊发声系统,为了更深入了解褐菖鲉发声肌发育,运用解剖方法观察褐菖鲉的发声肌形态,量化对比发声肌长度、质量和个体全长、体质量,进行相关性探究。对比发现:性腺发育前其雄性发声肌质量与体质量呈线性正相关,相关系数R~2=0.842 2;性腺发育中其发声肌长度-全长相关系数:雌性,R~2=0.814 1,雄性,R~2=0.757 5;发声肌质量-体质量相关系数:雌性,R~2=0.642 8,雄性,R~2=0.850 7,这说明此时发声肌长度和质量与全长、体质量分别成线性正相关,雄性个体发声肌质量-体质量具有高度相关性。性腺发育中的雌性发声肌长度和质量大于发育前,怀卵的雌性个体发声肌发生了萎缩。雄性褐菖鲉性腺发育中与发育前发声肌形态无显著性差异。