鱼类性逆转的表观遗传调控机制研究取得进展

<正>日前,中国水产科学研究院黄海水产研究所与深圳华大基因研究院合作,在鱼类性逆转表观遗传调控机制的研究上取得了重要进展,研究成果最近在国际著名期刊Genome Research上发表。这是黄海所继在Nature Genetics发表半滑舌鳎全基因组文章之后取得的又一重大研究成果。近几年来,黄海所陈松林研究员带领其团队先后完成了半滑舌鳎全基因组精细图谱的绘制以及高密度遗传连锁图谱的构建。在此基础上,他们瞄准半滑舌鳎雌雄生长差异巨大以及雌雄比例严重失调的生产实     

半滑舌鳎养殖群体中自然性逆转伪雄鱼的发现

利用雌性特异标记遗传性别鉴定技术,对71尾4龄半滑舌鳎的生理和遗传性别进行鉴定,结果显示32尾生理型雌鱼均能扩增出205bp的雌性特异条带;39尾生理型雄鱼,仅一尾鱼体重显著高于其他雄鱼并扩增出了雌性特异条带,因此这尾鱼遗传上为雌性,是一尾伪雄鱼。对养殖的600尾半滑舌鳎生理雄鱼大规模检测发现,养殖群体自然性逆转伪雄鱼比例为1.66%。对正常雌、雄鱼和1龄自然性逆转伪雄鱼的性腺组织学观察显示,与正常雄鱼相比,伪雄鱼性腺中也有大量的精母细胞,但数量比正常雄鱼的要略少;且未在伪雄鱼的性腺组织中观察到卵母细胞,说明半滑舌鳎性逆转发生在性腺分化期。半滑舌鳎自然性逆转现象的发现有助于解释当前半滑舌鳎养殖群体中雄性率偏高的现象,为半滑舌鳎全雌苗种生产提供了一条新的技术途径,并丰富了鱼类性别分化理论。     

半滑舌鳎快速生长及高雌性家系的筛选

为查明半滑舌鳎不同家系雌、雄鱼遗传和生理性别比例及其与生长速率的关系,并试图筛选出生理雌鱼比例高且生长快的家系,实验首先建立了22个半滑舌鳎家系,并进行同池养殖以比较生长性能,再选取5个正常雄鱼家系和5个伪雄鱼家系进行遗传性别和生理性别测定.结果发现,不同家系鱼苗不仅生长速度差异显著,而且雌雄比例差异也很显著.筛选出生长快速的家系2个(家系16号和61号),其相对增重率分别为0.81和0.56 g/d;筛选出生长较快的家系4个(家系21、28、57和63号),其相对增重率为0.48 ～0.53 g/d;筛选出生长速度一般的家系12个,生长慢速家系4个.所检测的5个正常雄鱼(ZZ类型)家系的遗传雌鱼比例平均为51.87％,生理雌鱼比例平均为42.94％,遗传雌鱼转化为生理雄鱼的比例平均为14.08％.相反,检测的5个伪雄鱼(ZW类型)家系的遗传雌鱼比例平均为49.34％,生理雌鱼比例平均为4.45％,遗传雌鱼转化为生理雄鱼的比例平均为91.41％.实验发现半滑舌鳎不同家系在雌、雄生理性别比例上存在明显差异;伪雄鱼后代中的遗传雌鱼更容易转化为伪雄鱼,增加养殖群体中生理雄鱼的数量.研究表明,通过家系选育可以筛选出雌性比例高、生长速度快的半滑舌鳎家系.     

半滑舌鳎“鳎优1号”新品种选育及高雌苗种生产填补国内空白

正近年来半滑舌鳎省级良种场—唐山市维卓水产养殖公司与中国水产科学研究院黄海水产研究所水产生物技术与基因组研究室合作,开展了半滑舌鳎高雌苗种制种与示范推广,已形成伪雄鱼检测、亲鱼培育催产、精子质量分析和冷冻保存等一系列受精卵生产技术,创新半滑舌鳎工厂化高效养殖模式,实现了高雌受精卵全年生产,商品苗种雌鱼比例达到40%。年产高雌性比例受精卵200kg以上,连续五年鱼卵供应量占国内总量的70%以上;     

科技信息

<正>我国完成首个鱼类基因组测序项目7月31日,中国水产科学研究院黄海水产研究所和深圳华大基因研究院联合在京举行"半滑舌鳎全基因组测序和基因组序列图谱绘制"新闻发布会。在科技部、农业部和国家自然科学基金委员会等部门的项目支持下,黄海水产研究所和深圳华大基因研究院联合完成了半滑舌鳎全基因组测序和组装,绘制了半滑舌鳎全基因组序列图谱。这是我国完成的第一个鱼类基因组测序项目和全基因组序列图谱,使半滑舌鳎成为世界上第一个测定了全基因组序列的鲽形目鱼类。     

半滑舌鳎养殖群体的性比与雌雄形态差异比较

为研究半滑舌鳎养殖群体幼鱼阶段的性比变化,实验用分子标记法鉴定半滑舌鳎遗传性别,用组织切片方法鉴定表型性别,并比较了表型雌雄的生长差异。结果发现,在半滑舌鳎幼鱼阶段,在遗传性别上,雌雄所占比例约为1∶1,差异不显著(P>0.05)。在表型性别上,雌雄比例约为1∶3,差异极显著(P<0.01)。表型雄性中,由遗传性雄性和遗传上为雌性而表型上为雄性的"伪雄鱼"两部分组成。在养殖群体中,表型雌性、伪雄鱼和雄性三者的比例大致为1∶1∶2。养殖现场反映的雌性约占1/4的情况与本研究结果基本一致。本研究没有发现遗传上为雄性,而表型上为雌性的个体。在6～8月龄间,伪雄鱼的全长、体质量处于表型雌性与正常雄性之间,与两者均无显著差异。在相似全长范围内,雄鱼体高小于雌鱼,雄鱼的全长/体高的平均值为4.05,雌鱼的平均值为3.89,雄鱼的全长/体高比值显著大于雌鱼(P<0.05),此比值可以作为区分雌雄鱼苗种的参考。     

我国完成首个鱼类全基因组序列测定

黄海水产研究所和深圳华大基因研究院于2009年12月联合启动了半滑舌鳎全基因组测序和基因图谱绘制研究项目。近日,这两个科研机构联合宣布,半滑舌鳎全基因组序列测定完成,这是我国完成的首个鱼类基因组测序项目,也是世界上首个鲽形目鱼类基因组序列图谱。     

深圳华大基因研究院等单位联合破译首个比目鱼基因组

<正>记者2014年2月从深圳华大基因研究院获悉,来自中国水产科学研究院黄海水产研究所、深圳华大基因研究院、哥本哈根大学、德国维尔茨堡大学、法国农业科学研究院和新加坡国立大学等单位的科研人员成功破译了迄今为止首个比目鱼——半滑舌鳎(俗称"龙脷")全基因组序列图谱。有趣的是,研究人员发现,通过温度诱导,半滑舌鳎     

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)真、伪雄鱼群体表型和遗传性状分析

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)养殖群体中存在真雄鱼(ZZ)和伪雄鱼(ZW)现象,进行表型和遗传特征研究对其育种及优良苗种培育具有重要的意义。本研究以半滑舌鳎真、伪雄鱼群体及母系半同胞家系为研究对象,首先测定了性成熟半滑舌鳎的真、伪雄鱼群体的表型性状,对其性状进行了比较分析。结果显示,性成熟半滑舌鳎真、伪雄鱼的体重、全长、体长、体宽、头长、眼间距和眼径7个表型性状都存在极显著差异(P<0.01),伪雄鱼的生长速度比真雄鱼快。利用半滑舌鳎22对多态性微卫星标记,对2组半滑舌鳎真、伪雄鱼半同胞家系群体进行了遗传多样性分析。筛选出的22对引物扩增产物均具有多态性,4个半同胞家系群体中共检测到232个等位基因,群体平均等位基因数(Na)均大于平均有效等位基因数(Ne);平均观测杂合度(Ho)均小于平均期望杂合度(He);平均多态信息含量(PIC)分别为0.4566、0.4254、0.5069、0.4795。22个多态性位点在4个半同胞家系群体中分别有3、3、4和5个位点显著偏离Hardy-Weinberg平衡。4个半同胞家系群体间的Nei¢s遗传距离为0.2101–0.5840,遗传相似性系数为0.5577–0.8105。本研究表明,半滑舌鳎真、伪雄鱼在生长性状上存在明显差异,同母系的真、伪雄鱼半同胞家系群体间的遗传相似系数较高,遗传距离较小,遗传多样性指标相近。     

黄海水产研究所绘制褐牙鲆全基因组精细图谱 揭示比目鱼变态发育的分子机制

<正>由中国水产科学研究院黄海水产研究所陈松林研究员带领的研究组与上海海洋大学、德国维尔茨堡大学、葡萄牙阿尔加夫大学、深圳华大基因研究院等单位的科研人员联合破译了褐牙鲆全基因组序列,通过与半滑舌鳎全基因组比较分析,初步揭示了比目鱼类变态发育的分子机制。在该项研究中,科研人员对褐牙鲆开展了高深度基因组测序、组装和分析,绘制了褐牙鲆染色体图谱。通过与半滑     

鱼类性别调控机制研究方面取得重大突破

<正>中国水产科学研究院黄海水产研究所陈松林研究员等联合深圳华大基因研究院、德国维尔茨堡大学、法国农业科学研究院和新加坡国立大学等单位组建的国际合作研究团队,在半滑舌鳎性染色体起源和性别决定机制研究方面取得突破性进展。国际生物学领域《Nature Genetics》期刊在线发表了相关研究成果。脊椎动物性染色体的起源和进化一直是生物学界的研究热点,半滑舌鳎的性别决定类型为ZW/ZZ型,雌性具有巨大的异形性染色体(W染色体)。     

雌雄半滑舌鳎脑垂体基因表达差异研究

为研究半滑舌鳎雌雄个体大小和生长速度差异悬殊的分子机理,采集来自同一亲本、同一发育阶段的半滑舌鳎雄鱼和雌鱼脑垂体,分别与Affymetrix的斑马鱼基因芯片杂交,筛选差异表达基因。芯片杂交结果显示二者共有1 051个基因检测到明显的杂交信号,其中上调基因486个,下调基因561个。进一步比较雄鱼和雌鱼杂交信号的比值(Ratio值),有39个基因的Ratio值小于0.6或大于1.5,其中sh3gl1b、meis2.1、acta1、Noxa、slc25a5这5种上调基因和col1a2、klf7、acta2这3种下调基因可能与半滑舌鳎雌雄生长差异相关。这一结果为深入研究半滑舌鳎雌雄性别分化与生长调控机制提供了新思路。     

半滑舌鰨养殖群体雌雄比例与自然性逆转率

利用半滑舌鳎（Cynoglossus semilaevis Günther）性别连锁微卫星标记scaffold1128₃43和性腺组织切片的方法,研究半滑舌鳎8个普通家系和养殖场雄性亲鱼遗传性别与性逆转情况。首先,8个普通家系（28、30、38、39、40、44、57、69）遗传性别检测结果显示,遗传雌性比例最低为39家系（37.93%）,最高为38家系和40家系（55.00%）。对其中4个家系（28、39、44、57）的两次遗传性别比例检测结果对比发现,家系间遗传雌性比例存在差异。其次,对4个家系（28、39、44、57）和养殖场雄性亲鱼的遗传与表型性别鉴定结果表明,不同家系表型雌鱼比例为18.75%⁴6.88%,低于各家系的遗传雌性比例,不同家系间自然性逆转率存在显著性差异（P<0.05）。研究还发现,繁育场所用的普通雄性亲鱼中平均有28.42%的伪雄鱼。本研究结果表明,自然性逆转现象在半滑舌鳎养殖群体中普遍存在,半滑舌鳎不同家系的表型雌鱼比例存在显著差异,这为培育半滑舌鳎高雌性苗种提供了理论依据。     

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。     

半滑舌鳎微卫星标记遗传连锁图谱的构建

利用全基因组测序方法筛选出微卫星标记,以渤海近海野生个体和人工养殖的半滑舌鳎(Cynoglossus semi-laevis)为亲本交配产生的F1全同胞家系为作图群体,构建了半滑舌鳎雌、雄微卫星标记遗传连锁图谱。用320对引物对父母本和92个F1个体进行遗传分析,共得到288个分离标记,其中包含112个偏分离标记(P<0.05)。其中雌性框架图包含242个标记,分布在21个连锁群上,总长度1 311.9 cM,标记间平均距离为4.9 cM,图谱覆盖率为83.3%;雄性框架图定位标记218个,21个连锁群,总长度1 316.2 cM,标记间平均距离为5.5 cM,覆盖率为82%。半滑舌鳎遗传连锁图谱的构建为半滑舌鳎重要经济性状QTL定位、分子标记辅助育种和性别控制奠定了重要基础。     

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。     

半滑舌鳎Dmrt4基因DNA全序列的克隆与表达分析

克隆了半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)Dmrt4基因DNA全序列,得到的序列长度为2271 bp,包含1个内含子,2个外显子,与其他鱼类的同源性在90%以上.Dmrt4基因在雌性和雄性半滑舌鳎的7个组织中都有表达,有差异表达的组织是脑、垂体和性腺,雄性的表达显著高于雌性(P<0.05).高温处理组的伪雄鱼中Dmrt4基因的表达与对照组的雌鱼没有显著差异(P>0.05),但是甲基睾酮处理组的雄鱼和伪雄鱼的表达显著高于对照组的雌鱼和雄鱼(P<0.05).Dmrt4基因的表达在胚胎发育过程中呈现先升高后降低的趋势,在原肠期表达量最高,显著高于其他几个时期(P<0.05),从尾芽形成期开始恢复到多细胞期的表达水平,之后几个时期 Dmrt4基因的表达无显著变化(P>0.05),一直到出膜前保持恒定.研究表明, Dmrt4基因是雄性中优势表达的基因,并且受雄性基激素调节,但并不是性反转的必要因素.这一研究为半滑舌鳎全雌群体的建立提供了分子水平的研究基础.     

国家863计划半滑舌鳎全人工亲鱼苗种培育达国际领先水平

20O5年3月26日,山东省科技厅组织以中国科学院院士刘瑞玉为组长的专家组,对海阳市黄海水产有限公司与中国水产科学研究院黄海水产研究所承担的国家高技术研究发展计划(863)“海水养殖种子工程北方基地”项目的研究成果“半滑舌鳎全人工亲鱼苗种培育”进行了鉴定,专家鉴定委员会经过认真讨论,一致认为：     

半滑舌鳎的生物学特性与养殖技术

半滑舌鳎是我国特有的优质名贵鱼类,肉味鲜美,经济价值高,俗称舌头鱼、鳎咪；由于娇气难养,又称公主鱼。近年来随着黄海水产研究所承担的国家863“半滑舌鳎生殖调控与人工繁育技术”课题的完成,育苗技术有了关键性的突破,目前全国各地人工培育商品苗总量年突破500万尾,为大规模开发养殖半滑舌鳎提供了苗种保障,从北到南正在掀起一个半滑舌鳎的养殖热潮,     

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis Günther)工厂化养殖技术的初步研究

本文就2005~2006年从山东引进的半滑舌鳎苗种的养殖概况进行了总结。半滑舌鳎苗种在工厂化条件下,养殖水温16.7℃~27℃,盐度20~25,经9个月养殖雌鱼体重可达500g,养殖15个月时,雌鱼体重可达1500g,雄鱼体重约300~500g。2005年引入的苗种总体成活率达99.6%,2006年引进的苗种养殖成活率为89.8%。购入的全长8~16cm,体重3~20g的半滑舌鳎苗种,经15个月的养殖可达到第一次性成熟。另外,探讨了水温对半滑舌鳎生长的影响和以防为主的疾病防治技术,并对半滑舌鳎全雌鱼养殖及国产化优质配合饲料的生产等方面作了初步的讨论。