两种雌雄同体鱼类——赤点石斑鱼和花斑溪鳉性别发育的比较研究

两种雌雄同体鱼类——赤点石斑鱼和花斑溪鳉性别发育的比较研究

【摘 要】

：

鱼类是目前数量最多且多样性最为丰富的脊椎动物类群。为了适应复杂的水生环境并产生更多的后代,鱼类的繁殖策略也十分多样且复杂,几乎囊括了脊椎动物中所有已知的性别决定和性别分化方式。该特性使鱼类成为了研究性别决定和性别调控机制的良好材料。与高等脊椎动物均为雌雄异体不同,在鱼类中除了雌雄异体外还广泛存在着天然形成的、具有繁殖能力的雌雄同体种类。但是目前关于鱼类性别调控的研究仍主要集中在几种雌雄异体的模式鱼

【作 者】

：

【机 构】

：

厦门大学

【出 处】

：

厦门大学

【发表日期】

：

2019年01期

【关键词】

：

下载到本地 , 更方便阅读

声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架

论文部分内容阅读

鱼类是目前数量最多且多样性最为丰富的脊椎动物类群。为了适应复杂的水生环境并产生更多的后代,鱼类的繁殖策略也十分多样且复杂,几乎囊括了脊椎动物中所有已知的性别决定和性别分化方式。该特性使鱼类成为了研究性别决定和性别调控机制的良好材料。与高等脊椎动物均为雌雄异体不同,在鱼类中除了雌雄异体外还广泛存在着天然形成的、具有繁殖能力的雌雄同体种类。但是目前关于鱼类性别调控的研究仍主要集中在几种雌雄异体的模式鱼类中,而对于雌雄同体种类的研究则相对缺乏。它们的性别调控机制与雌雄异体鱼类有何异同?顺序型和同时型雌雄同体鱼类的性腺结构和性别发育方式有何异同?目前这些问题仍未得到充分的解决。另外,目前大多研究的焦点仍局限于单一的性别决定基因,而对于下丘脑-垂体-性腺轴在性别发育过程中的调节作用目前尚不清晰。因此,本研究选择了两种雌雄同体鱼类作为研究对象,分别为具有较高经济价值的顺序型雌雄同体鱼类赤点石斑鱼（Epinephelus akaara）,和脊椎动物中唯一已知能自体受精的同时型雌雄同体鱼类花斑溪鳉（Kryptolebias marmoratus）,对它们性别发育机制进行研究探讨,具体的结果和主要结论如下:1.赤点石斑鱼和花斑溪鳉性腺组织学显微及超微结构的比较研究与多数硬骨鱼类相似,赤点石斑鱼和花斑溪鳉的性腺均呈两叶状,其中的生殖上皮包含了卵子/精子发生各个阶段的细胞类型。在赤点石斑鱼中,无论雌性还是雄性,性腺中均可同时包含精巢和卵巢结构。即在雄性性腺中,除精巢组织外,还可见到镶嵌其中的许多处于核仁外周期或更早发育阶段的卵母细胞;而在雌性性腺中,同样可见少量精巢组织分散镶嵌其中。超微结构的观察显示,在雌性性腺内的精巢组织中存在成熟的精子,其形态与雄性性腺中的精子并无显著差异;且雌性性腺内的精巢结构与卵巢结构之间并无其他结缔组织或基膜相隔。在花斑溪鳉中,雄性的精巢与同属于鳉形目的其他种类类似,为严格排列的小叶状结构。而在雌雄同体的精卵巢中,精巢组织通常较为集中地分布于卵巢腔的一侧,且紧贴着卵巢腔,其结构与雄性的精巢并无显著差异。有时精巢组织与卵巢组织可紧密相连,但超微结构的观察表明两者之间有较厚的基膜相隔而非直接接触。这种精巢和卵巢之间的物理隔离可能是保障花斑溪鳉精子和卵子同时成熟的必要机制之一。另外,通过归纳比较不同类型雌雄同体鱼类的性腺结构,我们认为性腺结构与性逆转类型关系不大,而是与鱼类的进化地位关系更加密切。2.性别调控关键基因的克隆及其在两种鱼类中表达模式的比较研究本研究成功克隆获得赤点石斑鱼Vasa、Dmrtl、Foxl2和Foxl3基因cDNA序列,并对这四个基因在赤点石斑鱼和花斑溪鳉性腺中的表达模式进行了比较研究。结果显示,在两种鱼类中中,Vasa基因均特异性表达于生殖干细胞内,包括卵原细胞、卵黄前期各发育阶段的卵母细胞、精原细胞、初级和次级精母细胞。该结果也证实,在这两种鱼类中Vasa基因均可作为性腺生殖干细胞的标记基因,对于将来开展关于原始生殖细胞迁移、生殖干细胞的自我更新、分化及减数分裂进程等方面的研究都具有重要意义。Dmrt1基因在这两种鱼类中表达略有差异:在花斑溪鳉中,Dmrtl基因在在精原细胞、初级、次级精母细胞和Sertoli细胞中均有表达,且在雄性精巢和雌雄同体精卵巢内精巢组织的表达模式并无显著差异,而在卵巢组织中则未见表达。在赤点石斑鱼中,Dmrt1基因除了在精原细胞、初级、次级精母细胞和Sertoli细胞中有表达外,在卵巢组织内的皮层小泡期卵母细胞中也可检测到信号。结果表明,与其他硬骨鱼类类似,Dmrt1基因在赤点石斑鱼和花斑溪鳉中可能对精巢的发育和维持有着重要的作用,但其在赤点石斑鱼卵母细胞中的功能还有待进一步探索。Fox12和Foxl3为旁系同源基因,其中Foxl2基因在赤点石斑鱼和花斑溪鳉中的表达模式与其他大多数硬骨鱼类类似,均表达于卵母细胞周围的滤泡细胞中,推测与滤泡的发育和维持有重要作用。而Foxl3基因在不同鱼类中除序列保守性较低外,其表达模式也有差异。在赤点石斑鱼雄性性腺中,Foxl3的表达模式与Dmrt1类似;但在雌性性腺中,疑似镶嵌其中的精巢组织内则未检测到信号。但在花斑溪鳉中,无论是雄性精巢还是雌雄同体精卵巢内的精巢结构,均可检测到Foxl3信号。另外,在花斑溪鳉中,Foxl3还表达于卵巢腔上皮细胞内,而赤点石斑鱼的卵巢腔上皮细胞则无表达。经推测,Foxl3基因在雌雄同体鱼类中可能与精巢的正常发育有关。3.赤点石斑鱼性别发育各时期下丘脑和垂体转录组的比较分析本研究首次对鱼类的下丘脑和垂体进行了转录组研究。结果表明,在赤点石斑鱼性别发育不同时期,其下丘脑和垂体内有多个基因表达出现显著差异,这些基因分别在个体发育、代谢和转录调控等多个方面发挥重要作用。在这些差异表达基因中,Ea AESa和Ea YY1b这两个基因可能参与了赤点石斑鱼性别发育过程的调控。目前对于鱼类AES和YY1基因的研究还较为缺乏。本研究证实,由于第三次全基因组复制事件,鱼类中的AES和YY1均有两个同源基因,即AESa/AESb和YY1a/YY1b,但鱼类的两个同源基因功能是否出现分化目前还尚未可知。本研究通过克隆成功获得了EaAESa和Ea YY1b基因的cDNA序列,并对该基因的蛋白结构和表达分布等方面进行了详细分析。结果表明,EaAESa基因在雄性下丘脑中表达量极显著地高于雌性;而Ea YY1b的表达模式恰好相反,雌性表达量较雄性高。因此我们推测,在赤点石斑鱼中,EaAESa和EaYY1b基因可能是通过在下丘脑和垂体中直接影响其他基因的转录过程,调节相关激素释放、或是通过信号传导等间接途径来实现对其性别发育的调控,亦或是参与繁殖、逐偶等其他性别差异的活动的调控。

其他文献

真核生物中绝大多数RNA必须经过多聚腺苷化（polyadenylation,poly（A））的转录后加工才能形成有功能的mRNA。多聚腺苷化过程包括mRNA前体的核苷酸序列信号识别、3’末端的切割和添加一段poly（A）尾巴,其中poly（A）信号的识别直接决定了加尾的位置从而决定成熟mRNA序列。最近在哺乳动物中已报道,CPSF30-WDR33-CPSF160复合体对保守的poly（A）信号AA

学位

深海热液区是地球上一个特殊生态系统,蕴含着大量的微生物新物种与独特的基因资源。而且,热液区微生物参与了硫化物矿的形成与破坏。在深海环境中,微生物参与的生物成矿是铁、锰、硫等矿产形成不可忽视的因素。铁的异化还原作用对铁的分布产生影响,被认为是地球化学上最重要的过程之一。热液区铁还原菌的研究,对于阐明生物成矿的过程与深海环境中铁元素的循环具有重要意义。为此,本文在南大西洋中脊“德音”和西南印度洋中脊“

学位

生物基质上生活的表生生物（epibiotics）是一重要的生态类群,在自然界中普遍存在,其中,植表生硅藻（epiphytic diatom）和动表生硅藻（epizoic diatom）是海洋硅藻的重要类群,在海洋生态系统结构与功能中发挥重要的作用。然而,这两大硅藻类群却一直没有引起足够的重视,尤其是生活在海洋桡足类和海龟等动物上的动表生硅藻,在我国海域的分布尚不明确。本研究通过收集我国海区常见的桡

学位

AIDA最初是我们实验室通过酵母双杂交系统鉴定出来的与体轴抑制蛋白Axin有相互作用的蛋白。我们先前的研究表明,AIDA对于调控脂肪的吸收及储存有重要意义,并且在肥胖及其并发症的发展中发挥重要作用。我们在研究这些现象背后的机制时发现,AIDA不仅可以促进甘油-3-磷酸酰基转移酶3（GPAT3）的降解,还能够促进另外两个甘油三酯合成通路的限速酶——单酰甘油酰基转移酶2（MOGAT2）和二酰甘油酰基转

学位

互联网创造了一种全新的人类生活,在互联网构成的网络空间里,人们可以摆脱现实世界中的一些限制,享受一种更高效、更方便、更自由的网络生活。然而,无规矩不成方圆,人类社会需要规范来指导和约束人们的行为,使其合理有序,维护社会的正常运行。网络空间也不例外,人们在其中的网络行为也需要规范的指导和约束。这些能够指导和约束人们网络行为的规范就是网络规范,网络规范是保证人们的网络行为合理有序,促进互联网有序运行和

学位

非晶合金因具有传统合金无法比拟的高强度、高硬度、良好的耐腐蚀及抗氧化等优异性能,在基础科学研究和实际应用领域受到了广泛的关注。然而,非晶合金的玻璃形成能力和室温脆性严重限制了其应用。因此,研究者将提高非晶合金的玻璃形成能力和改善其室温塑性作为研究目标。在众多改善非晶合金玻璃形成能力和室温塑性的方法中,微合金化法仍然是最为简单有效的方法之一,其中稀土元素微合金化最受关注。本研究以Zr（Co,Cu）A

学位

雌激素（17β-estradiol,E2）水平的紊乱诱导雌激素靶基因的异常激活是导致雌激素受体α（estrogen receptor alpha,ERα）阳性乳腺癌的一个重要因素,然而雌激素靶基因的转录激活机制目前尚未完全阐明。尽管表观遗传调控元件超级增强子（super enhancer,SE）在基因转录调控中发挥关键作用,但在ERα阳性乳腺癌中的超级增强子调控基因转录的分子机制目前还缺乏系统性认

学位

脑胶质瘤作为中枢神经系统最常见的恶性肿瘤,发病机制复杂,手术切除难度极大,术后易复发,目前还没有有效的治疗手段。胶质瘤的发病机制目前尚不清楚,目前的研究认为上皮间质转化可能在胶质瘤的发生过程中起到重要作用,近年来非编码RNA和小RNA在肿瘤调控中的作用日益受到重视,被认为对于肿瘤的调控起到重要作用,特定分子在肿瘤的EMT中发挥核心调控作用。本论文旨在阐明LncRNA MIAT是如何在胶质瘤的发生过

学位

视黄醇X受体α（retinoid X receptor,RXRα）,是核受体超家族中重要的一员,参与调控人体生长、分化、代谢和调亡等生理功能。RXRα的异常表达和功能与癌症和疾病的发展密切相关。这使得RXRα成为药物开发的一个重要靶点。本课题组之前报道了 N端截短RXRα即tRXRα广泛存在于许多肿瘤细胞和炎症细胞中。在TNFα存在下,tRXRα与PI3K调节亚基p85α相互作用,激活AKT,促进

学位

大黄鱼（Larirnichthys crocea）是我国养殖产量最高的海水鱼类,其金黄的体色是决定其市场价值的重要特征之一。大黄鱼体色白天呈现银白色,而夜晚呈现金黄色。本研究初步阐明了大黄鱼体色变化的机制:活体大黄鱼白天呈银白色是由于黄色素细胞色素颗粒聚集,而夜晚呈金黄色是由于黄色素细胞色素颗粒扩散,活体大黄鱼的载黑素细胞无论白天或夜晚其色素颗粒都是扩散的。大黄鱼体色的变化与光照相关,全光谱光照（

学位

相关知识

石斑鱼品种图鉴？西星斑鱼主要产于哪里？
世界十大雌雄同体的动物
第一章海水鱼类的人工繁殖和育苗(一稿)
硬骨鱼类的生殖和性腺发育专辑导读
100种常见鱼类？100种常见鱼类名称
100种常见鱼类名称
鱼类的繁殖研究报告.ppt
海洋青鳉的基因组结构及其在不同盐度下转录组响应的研究
鱼类百科之青鱂鱼(观背青鳉)
龙鱼的虎斑是什么品种的鱼类：龙鱼中带有虎斑特征的具体品种是几种可能与虎斑相关的龙鱼品种

网址: 两种雌雄同体鱼类——赤点石斑鱼和花斑溪鳉性别发育的比较研究 https://www.mcbbbk.com/newsview1197287.html