鱼类色素细胞及体色调控

介绍了近年来国内外有关鱼类体色方面的研究成果,阐述了色素细胞的种类与形态、鱼类体色变化的内在生理机制以及外部影响因素(包括类胡萝卜素、维生素、光照等),并从基因水平揭示了鱼类体色的形成机制.     

硬骨鱼类黄色素细胞的研究进展

色素细胞是动物体内产生色素的一类特化细胞,其色素颗粒可选择性吸收或反射特定波长的光,产生多种颜色,从而形成动物的体色。色素细胞由胚胎神经嵴细胞分化形成,在动物警戒、求偶、伪装、拟态、隐蔽以及环境适应性等一系列生物学过程中起着关键作用。黄色素细胞的受关注度仅次于黑色素细胞,其合成含有类胡萝卜素和蝶啶成分的红/黄色素小体,可以形成从白色到红色等一系列的颜色,是研究色素细胞互作、色素沉着以及生物进化机制的理想模型。本文综述了鱼类色素细胞的来源和分布、黄色素细胞的发育和分化以及蝶啶色素合成代谢机制三个方面,并提出了现阶段黄色素细胞研究中存在的缺陷,为鱼类体色形成、色素细胞分化及体色性状分子选育提供参考依据。     

南美白对虾不同红体症状的鉴别

“红体”是南美白对虾对环境不适或疾病产生的一种显著生理现象,虾体变红的基础是虾体内的色素细胞,在正常情况下,红色元素存在于色素细胞内,是以一种色素前体的形式存在,在遇到刺激（感染细菌、病毒等病原体、水质恶化、亚硝酸盐中毒、硫化氢中毒、氨氮中毒、缺氧、高温、暴雨等）时,色素细胞内发生一系列反应,色素前体转变成色素,并因色素扩大而使整个色素细胞变化。当刺激因素持续而强烈时,整个色素细胞发生崩解,大量红色素释放,使整个组织变红,从而出现红体症状。然而一些养殖者碰到这种情况后,往往都只将其看作“桃拉病”而采用一些相应的治疗措施导致大量的对虾死亡。     

虾夷马粪海胆体腔细胞的类型及功能

取平均壳径分别为1．9cm和4．4cm虾夷马粪海胆(Strongylocentrotus intermedius)进行实验观察。结果表明，海胆体腔有2种类型的细胞，即变形吞噬细胞和色素细胞。变形吞噬细胞形状不定，能伸出伪足，核较大，线粒体、溶酶体等细胞器丰富。色素细胞具突起，内有紫红色颗粒，颗粒溶于酒精等多种溶剂中，使得电镜下细胞内含有大量空泡，细胞核很少见，细胞器较少。变形细胞离体后可凝集，具吞噬酵母的能力，吞噬能力与温度成正相关。色素细胞具有辅助的免疫功能。     

圆斑星鲽仔稚鱼色素细胞发育和体色变化

为研究圆斑星鲽早期发育过程中色素细胞的形态和分布,实验对1~72日龄的圆斑星鲽鱼苗进行了连续的显微观察,并绘制了早期发育生长曲线。结果显示,圆斑星鲽从20日龄开始进入快速的增长期,在水温12~19.5°C时完成变态发育需要50 d,黑色素细胞最早出现,数量最多,黄色素细胞次之,虹彩细胞最后发育,数量最少。变态前黑色素细胞密度先升高后降低,在9日龄密度最大为1390个/mm~2,色素细胞逐渐密集鱼体两侧对称分布;变态开始后鱼体两侧色素不对称,有眼侧体表黑色素细胞逐渐溶解消退,由成体黑色素细胞代替,体色变深,黑色素细胞密度稳定在150个/mm~2;无眼侧黑色素细胞逐渐消溶退化,体色逐渐变白。白化个体在变态开始后出现,有眼侧不能形成成体黑色素细胞,形成白化。     

鱼类类胡萝卜素着色研究进展

类胡萝卜素(carotenoid)是影响鱼类体色特性的主要色素,但鱼类自身不能合成这一色素,因此必须从食物中摄入。鱼类类胡萝卜素着色过程涉及对类胡萝卜素的代谢与沉积过程,色素细胞的分化和空间排列,以及与其他色素和色素细胞间的相互作用,这一过程非常复杂,但我们对其机理知之甚少。综述了类胡萝卜素着色效果与鱼类遗传特性、生理状态以及环境因素之间的相关关系,对该研究领域发展趋势进行了讨论和展望,期望为我国研究鱼类体色的形成机制提供一些新的信息。     

Aldh3a2a敲除对斑马鱼体色的影响

本研究探讨了Aldh3a2a在斑马鱼色素细胞发育中的意义及其对醛代谢和肝脏健康的影响。利用CRISPR/Cas9技术,我们成功敲除斑马鱼体内的aldh3a2a,导致黑色素细胞、黄色素细胞和虹彩细胞合成数量减少。转录组分析揭示了基因表达谱的变化,特别是与钾通道和类固醇生物合成途径相关的基因表达谱。我们的研究结果表明,aldh3a2a和aldh1a2之间存在调控关系,对视黄酸受体信号传导有影响。GO和KEGG富集分析强调了对色素细胞发育以外的细胞过程的更广泛影响。此外,aldh3a2a基因敲除会导致醛积累,导致肝脏异常,类似于Sj?gren-Larsson综合征,本研究揭示了aldh3a2a在斑马鱼中的多方面作用及其与人类遗传疾病的相关性。     

七彩神仙鱼皮肤色素细胞观察及类胡萝卜素组分分析

观察了黄白、红点绿和红盖子七彩神仙鱼皮肤色素细胞的分布情况,并通过光谱、色谱和类胡萝卜素显色反应等方法分析了其皮肤类胡萝卜索的组成成分.黄白七彩神仙鱼体侧皮肤以黄色素细胞为主并有少量黑色素细胞,皮肤类胡萝卜素主要为黄体素;红盖子七彩神仙鱼体侧皮肤以红色素细胞和黄色素细胞为主,也有一定量的黑色素细胞和虹彩细胞;红点绿七彩神仙鱼在皮肤红色区又大量的红色素细胞、黄色素细胞和黑色素细胞,而在蓝条纹区有大量虹彩细胞和黑色素细胞.红点绿和红盖子七彩神仙鱼皮肤色素组成均为虾青素及其酯、角黄素、玉米黄素的酯及α-胡萝卜素.     

橘色双冠丽鱼黑色素细胞和黄色素细胞的分离、培养与鉴定

为探讨橘色双冠丽鱼(Amphilophus citrinellus)黑色素细胞和黄色素细胞的分离、培养与鉴定方法,观察鱼类色素细胞生长特征,本研究以橘色双冠丽鱼的尾鳍、鳞片、皮肤组织为材料,在25℃~28℃条件下,分别在胰蛋白酶溶液和胶原酶溶液中消化6 h和12 h,可有效分离出色素细胞团,细胞悬液经气孔尼龙网过滤后,于35%-45%-55% Percoll试剂中梯度分离和收集黄色素细胞和黑色素细胞。采用K-SFM培养基进行细胞原代培养和细胞纯化,抑制成纤维细胞和角朊细胞的生长,用十四烷酰佛波醇乙酸酯(TPA)、双抗、bFGF的DMEM培养基进行色素细胞传代培养;运用巴染色和透射电镜观察细胞形态,并用分子标记技术进行细胞鉴定。结果显示,细胞分离时,黑色素细胞位于Percoll试剂45%和35%浓度层之间,黄色素细胞位于Percoll试剂35%浓度层上,2种色素细胞均凝聚成絮状。透射电子显微镜观察发现,黑色素细胞内部含大量黑色素小体,而黄色素细胞内部含喋呤体和类胡萝卜素囊泡;黑色素细胞左旋多巴(L-DOPA)染色呈阳性;取第10代色素细胞进行体色相关基因黑皮素1受体(melanocortin receptor 1, MC1R)、酪氨酸酶(tyrosinase, TYR)和牛内皮素受体B(endothelin receptor B, EDNRB) PCR检测,显示基因扩增条带特异性强,表明获得的2种色素细胞具有良好的生物学活性。本研究建立了橘色双冠丽鱼黄色素细胞和黑色素细胞的分离培养与鉴定方法,为进一步开展鱼类体色细胞分化和体色形成的分子机理研究提供了细胞模型。     

鱼类体色变异的遗传基础研究进展简述

体色是鱼类一种较为独特的表型性状。鱼类体色变异是遗传学、进化生物学和系统发育学的重要研究主题。随着现代分子生物学技术的快速发展,鱼类体色变异的研究广度和深度不断加强,为更好地了解鱼类体色变异的分子遗传学基础,总结和归纳了鱼类色素细胞的发育与类型、鱼类体色变异的遗传学基础,以及鱼类体色变异的分子机制。