Fus在斑马鱼生长发育及两性生长异形中的功能（英文）

为研究肉瘤融合基因(fus)在鱼类中的功能,在斑马鱼中利用CRISPR/Cas9基因突变技术使fus基因产生移码突变。fus~(-/-)纯合突变体斑马鱼发育正常并且完全可育,但体长和体重在幼鱼和成年阶段都小于野生型斑马鱼。此外,相较于野生型斑马鱼, fus~(-/-)纯合突变体斑马鱼不存在雌鱼身体比例大于雄鱼的性别异形现象。在fus~(-/-)纯合突变体斑马鱼早期幼鱼发育阶段,一些生长相关基因包括gh1、ghra、igf1、igf2a、stat5.1和socs6的表达水平显著低于野生型斑马鱼但其运动能力并未受到影响。因此,不同于fus基因在哺乳动物中的功能,它在斑马鱼中不参与运动神经元的发育,但在调节鱼类躯体生长发育与两性生长异形方面有着重要的功能。     

Fus在斑马鱼生长发育及两性生长异形中的功能

为研究肉瘤融合基因(fus)在鱼类中的功能, 在斑马鱼中利用CRISPR/Cas9基因突变技术使fus基因产生移码突变。fus-/-纯合突变体斑马鱼发育正常并且完全可育, 但体长和体重在幼鱼和成年阶段都小于野生型斑马鱼。此外, 相较于野生型斑马鱼, fus-/-纯合突变体斑马鱼不存在雌鱼身体比例大于雄鱼的性别异形现象。在fus-/-纯合突变体斑马鱼早期幼鱼发育阶段, 一些生长相关基因包括gh1、ghra、igf1、igf2a、stat5.1和socs6的表达水平显著低于野生型斑马鱼但其运动能力并未受到影响。因此, 不同于fus基因在哺乳动物中的功能, 它在斑马鱼中不参与运动神经元的发育, 但在调节鱼类躯体生长发育与两性生长异形方面有着重要的功能。     

皮骨在斑马鱼侧线系统胚后发育中的作用

鱼类侧线系统的分布随其分类地位和不同的生存环境呈现多样性,这种多样性与侧线系统的胚后发育密切相关,但对于侧线系统胚后发育调控研究较少.本研究利用CRISPR/Cas9敲除斑马鱼(Brachydanio rerio var)edar基因,获得皮骨缺陷的突变体,进而利用染色技术分析鳞片和侧线管道在侧线胚后发育中的作用.利用茜素红对硬骨进行染色,我们发现edar突变体头部侧线管道不完整或缺失,躯干鳞片显著减少.经DASPEI对毛细胞进行染色,发现侧线管道不完整的头部管道神经丘变小,躯干鳞片缺失的表面神经丘无法形成缝合线.最后,利用qPCR对突变体WNT信号相关基因的表达进行分析,发现edar突变体中tcf7和lgr5表达显著下调.综上结果表明:斑马鱼的头部侧线管道和躯干的鳞片在侧线系统的胚后发育中起到重要的作用.     

利用CRISPR/Cas9技术敲除dync1h1基因显著影响斑马鱼神经系统发育

细胞质动力蛋白(cytoplasmic dynein)是神经系统内重要的马达蛋白复合体,负责轴浆内重要物质从轴索末端到神经细胞胞体的逆行性运输。重链蛋白二聚体1(dynein 1 heavy chain 1,DYNC1H1)是dynein复合体的核心结构,其是否正常表达与神经系统发育及神经退行性疾病的发生存在密切联系。该研究运用CRISPR/Cas9基因编辑技术在斑马鱼中对dync1h1基因进行敲除,并将dync1h1突变体与转基因鱼Tg(Hu C:m Cherry;FLK1:e GFP)外交,获得带有荧光标记且突变稳定遗传的斑马鱼种系。表型鉴定提示,dync1h1杂合突变斑马鱼发育较野生型斑马鱼无明显异常;而dync1h1纯合突变斑马鱼胚胎正常形态发育受到严重抑制,dync1h1基因表达量及Dync1h1蛋白质含量均有明显下降,脊髓肿胀,脊髓神经细胞数目显著减少,背部血管存在发育畸形,并于受精后5~6d(days post fertilization,dpf)死亡。该研究利用CRISPR/Cas9技术成功建立了dync1h1基因敲除的斑马鱼模型,为dync1h1突变致病机制相关的信号通路或者分子网络间相互作用的探索打下了基础。     

西伯利亚鲟侧线神经丘发育过程的观察

研究对西伯利亚鲟(Acipenser baerii)的胚后幼鱼进行石蜡切片HE染色,同时利用荧光染料DiA4-(4-Diethylaminostyryl)-1-methylpyridinium iodide对侧线管中侧线神经丘毛细胞特异性标记的特点,示踪了西伯利亚鲟胚后仔鱼各个时期侧线神经丘分化发育的过程。结果显示,西伯利亚鲟侧线管内侧线神经丘毛细胞如纤毛状,呈竖立紧密排列。出膜3d仔鱼眼眶后神经基板发育分化活动剧烈,出膜10d的仔鱼眼眶后方的神经基板分化出眼眶上下侧线神经丘的两个分支,同时眼眶后神经基板进一步向后分化发育在眼眶后部形成躯干侧线神经丘,但整个侧线神经丘还未完全发育完成,待出膜15d时,眼眶上下和躯干侧线神经丘已基本发育完全,出膜22d的仔鱼侧线神经丘发育基本完成。研究为今后深入研究西伯利亚鲟侧线发育过程中的神经分化发育、细胞迁移奠定了初步形态学基础。       

斑马鱼长时记忆缺陷突变体的筛选

目的:在化学物质乙基亚硝基脲(ENU)诱变的F1代斑马鱼中筛选学习记忆缺陷的突变体,为学习与记忆相关机制的研究提供新的模式动物。方法:通过抑制逃避反应的行为学方法筛选出斑马鱼突变体,然后利用qRT-PCR检测基因表达对突变体进行鉴定。结果:筛选到一例斑马鱼突变体fgt。该突变体在训练后24 h的长时记忆显著的低于野生型。其F2代在训练后的24 h的长时记忆中有将近一半(13/30)显著的低于野生型,而另一半则相对正常。对一个新的环境的探索后,学习记忆相关的早期即刻基因(IEGs)c-fos在将近一半突变体F2代中(13/30)的表达与野生型的对照相比明显升高,且有统计学上的显著性差异,另外一半相对正常,与行为学结果是一致的。结论:筛选获得的斑马鱼fgt突变体是一个显性长时记忆缺陷的突变体。     

版纳鱼螈侧线系统的结构

版纳鱼螈(Ichthyophis bannanica)是我国无足目的仅有代表,应用光镜和扫描电镜对版纳鱼螈的侧线系统进行形态学和组织学观察的研究表明:版纳鱼螈幼体表皮中的侧线器官有接受机械刺激的神经丘和电接受壶腹器官两种,神经丘包括表面神经丘和陷神经丘。侧线分布主要包括:头部的鼻侧线、眶上线、眶下线、眶后线、口侧线、下颌线、咽侧线、鳃孔上线和身体上的背侧线。侧线器官的分布密度、大小和凹陷深度明显与周围表皮的厚度和不同部位有关。幼体的侧线器官退化与鳃孔的退化同步,亚成体以后不保留侧线系统。版纳鱼螈的侧线分布和器官结构与其它无足类的大致相似,仅在眶上线和眶下线的器官分布上存在微小的差别     

暗纹东方鲀侧线系统早期形态和生长发育

通过光镜和扫描电镜对暗纹东方鲀(Takifugu obscurus)的侧线系统进行形态学及组织学的研究。研究结果首次揭示了暗纹东方鲀侧线系统除了主侧线外还包括辅助侧线和辅助神经丘。主侧线分布主要包括眶上线、眶下线、耳后侧线、下颌线、前鳃盖线、上颞线、背侧线、腹侧线。辅助侧线和辅助神经丘分布主要包括口部辅助侧线、眶下辅助侧线、下颌前辅助侧线、下颌后辅助侧线、眶上后辅助侧线、上颞腹辅助神经丘、上颞背辅助神经丘、前鳃盖后辅助神经丘、背部辅助神经丘、尾部辅助神经丘。暗纹东方鲀侧线器官为接受机械刺激的神经丘,数目上千,神经丘分布在体表的凹槽里,且位于高低不同突起顶端。神经丘由套细胞、支持细胞和感觉毛细胞组成。感觉毛细胞呈圆形排列,并且每个细胞的游离面均有一根动纤毛和几十根静纤毛。据本研究对暗纹东方鲀侧线分布特征和神经丘的生长特征等的观察结果,认为尽管暗纹东方鲀侧线系统没有如其他真骨鱼类的管道系统,但是依然具有两套不同生理机能的机械感受系统,符合"七管模式"的主侧线神经丘与管道神经丘同源,而辅助侧线和辅助神经丘才是真正的表面神经丘。     

拟南芥agl16突变体的创制及功能鉴定

AGL16是调控拟南芥气孔密度和ABA含量的重要负调控转录因子,在拟南芥抗旱反应过程中发挥重要的作用。为了获取拟南芥agl16突变体材料,采用棉花叶皱缩病毒(CLCrV)介导的VIGE系统筛选靶向敲除拟南芥AGL16的sgRNA,同时利用农杆菌介导的浸花法将完整编辑载体转化野生型拟南芥,创制了拟南芥agl16突变体并进行抗旱性鉴定。结果表明：(1)利用CLCrV介导的VIGE系统筛选获得2个能靶向敲除AGL16基因的sgRNA,同时构建AtU6 26∷AtAGL16 sgRNA1 35S∷Cas9 Ter p1300编辑载体转化野生型拟南芥Col 0,筛选获得靶位点缺失4 bp的agl16纯合突变体(AGL16: 4)。(2)抗旱表型性鉴定结果显示,干旱处理18 d后,大部分野生型植株干枯死亡,而突变体植株受胁迫的表型相对较轻;复水后,野生型和突变体植株的存活率分别为34.5%(10/29)和75%(27/36)。(3)与野生型相比,干旱胁迫下AGL16: 4纯合突变体植株叶片单位面积气孔数量减少、离体叶片失水率显著降低,但二者的单株种子量并没有发生明显的改变。研究认为,AGL16: 4纯合突变体的抗旱性较野生型明显增强,且种子量与野生型基本一致,表明AGL16基因可作为作物抗旱育种理想的候选靶基因;所获得的agl16突变体为后期从农作物中克隆的AGL16同源基因进行功能回补验证提供了有利的转基因受体材料。     

斑马鱼突变体和转基因鱼系命名规则简介

本文简要介绍斑马鱼(Danio rerio)突变体和转基因鱼系的命名规则,内容主要译自《ZFIN斑马鱼命名指南》的相应部分(https://wiki.zfin.org/display/general/ZFIN+Zebrafish+Nomenclature+Guidelines),并对其进行了较大幅度的整理,添加了更多的细节与解释。