不同倍性鲫鲤鱼Dmc1基因cDNA的克隆 及其表达分析

酵母菌 Dmc1(disrupted meiotic cDNA)基因是一个在减数分裂前期Ⅰ表达的特异基因, 其产物是减数分裂同源染色体配对所必需的. 根据酵母菌、小鼠以及人的DMC1中保守氨基酸序列合成简并引物, 分别克隆了二倍体红鲫(Carassius auratus red var.)、湘江野鲤(Cyprinus carpio L.)、日本白鲫(Carassius cuvieri)、三倍体湘云鲫和异源四倍体鲫鲤Dmc1基因部分cDNA序列. 通过cDNA末端快速分离法(RACE)进一步获得了以上5种鱼Dmc1的cDNA全长, 其中红鲫Dmc1、湘江野鲤Dmc1和日本白鲫Dmc1全长均为1375 bp, 三倍体湘云鲫Dmc1全长1383 bp, 异源四倍体鲫鲤Dmc1全长1379 bp, 这5种鱼各自都编码342个氨基酸. 结果表明, 红鲫、湘江野鲤和日本白鲫的DMC1蛋白的氨基酸同源性高达97.3%, 说明DMC1蛋白在这3种鱼里具有高度保守性; 而三者与已知序列的人、小鼠和斑马鱼(Danio rerio)DMC1蛋白的氨基酸同源性分别为 86%, 86%和95%. 以分离得到的不同倍性鱼Dmc1基因编码区中完全相同的序列设计特异引物进行表达分析. RT-PCR结果表明, Dmc1只在性腺中表达, 在其他组织中不表达; 通过实时荧光定量PCR(real-time PCR), 对Dmc1基因在繁殖季节的二倍体红鲫, 三倍体湘云鲫, 四倍体鲫鲤性腺中的表达进行分析, 发现Dmc1在不同倍性鱼的性腺表达有差异, 在卵巢和精巢均表现为: 三倍体表达最高, 二倍体次之, 四倍体的表达最弱, 特别是在三倍体卵巢的表达远高于在二倍体和四倍体的表达. 同时, 对这3种鱼的性腺进行组织切片分析, 发现二倍体和四倍体鱼的性腺发育良好, 且四倍体成熟度高于二倍体, 而三倍体鱼性腺发育缓慢未达到性成熟, 特别是卵巢的发育相当不好. 由此可见, 在不同倍性鲫鲤鱼中Dmc1基因也是减数分裂特异的基因, 其表达与倍性无显著的相关性, 而与性成熟相关; 并且在三倍体卵巢中的过量表达可能与其减数分裂异常及其不育有关.     

不同倍性鲫鲤鱼Dmc1基因cDNA的克隆 及其表达分析

酵母菌 Dmc1(disrupted meiotic cDNA)基因是一个在减数分裂前期Ⅰ表达的特异基因, 其产物是减数分裂同源染色体配对所必需的. 根据酵母菌、小鼠以及人的DMC1中保守氨基酸序列合成简并引物, 分别克隆了二倍体红鲫(Carassius auratus red var.)、湘江野鲤(Cyprinus carpio L.)、日本白鲫(Carassius cuvieri)、三倍体湘云鲫和异源四倍体鲫鲤Dmc1基因部分cDNA序列. 通过cDNA末端快速分离法(RACE)进一步获得了以上5种鱼Dmc1的cDNA全长, 其中红鲫Dmc1、湘江野鲤Dmc1和日本白鲫Dmc1全长均为1375 bp, 三倍体湘云鲫Dmc1全长1383 bp, 异源四倍体鲫鲤Dmc1全长1379 bp, 这5种鱼各自都编码342个氨基酸. 结果表明, 红鲫、湘江野鲤和日本白鲫的DMC1蛋白的氨基酸同源性高达97.3%, 说明DMC1蛋白在这3种鱼里具有高度保守性; 而三者与已知序列的人、小鼠和斑马鱼(Danio rerio)DMC1蛋白的氨基酸同源性分别为 86%, 86%和95%. 以分离得到的不同倍性鱼Dmc1基因编码区中完全相同的序列设计特异引物进行表达分析. RT-PCR结果表明, Dmc1只在性腺中表达, 在其他组织中不表达; 通过实时荧光定量PCR(real-time PCR), 对Dmc1基因在繁殖季节的二倍体红鲫, 三倍体湘云鲫, 四倍体鲫鲤性腺中的表达进行分析, 发现Dmc1在不同倍性鱼的性腺表达有差异, 在卵巢和精巢均表现为: 三倍体表达最高, 二倍体次之, 四倍体的表达最弱, 特别是在三倍体卵巢的表达远高于在二倍体和四倍体的表达. 同时, 对这3种鱼的性腺进行组织切片分析, 发现二倍体和四倍体鱼的性腺发育良好, 且四倍体成熟度高于二倍体, 而三倍体鱼性腺发育缓慢未达到性成熟, 特别是卵巢的发育相当不好. 由此可见, 在不同倍性鲫鲤鱼中Dmc1基因也是减数分裂特异的基因, 其表达与倍性无显著的相关性, 而与性成熟相关; 并且在三倍体卵巢中的过量表达可能与其减数分裂异常及其不育有关.     

改良红鲫Dmc1基因编码阅读框的克隆及表达

Dmc1基因是一个在减数分裂前期Ⅰ表达的基因,其表达产物为减数分裂时同源染色体配对所必需。本实验根据普通红鲫Dmc1基因编码阅读框(ORF)序列设计引物,克隆了改良红鲫Dmc1基因(命名为IRCC-Dmc1)的ORF序列并将之插入到cDNA5-FRT/TO载体中,构建了改良红鲫Dmc1基因表达载体FRT/TO-IRCC-Dmc1-Myc。以FRT/TO-IRCC-Dmc1-Myc质粒转染HEK293T细胞,蛋白印迹杂交实验检测到改良红鲫Dmc1基因在HEK293T细胞中有着正确的表达。本文为将来进一步研究改良红鲫Dmc1基因的功能打下了基础。     

银鲫肌酸激酶M3-CK cDNA的克隆及其表达特征

用抑制性差减杂交结合SMART cDNA合成和RACE—PCR技术克隆到雌核发育银鲫(Carassius auratus gibelio)肌酸激酶M3-CK基因的全长cDNA。银鲫M3-CK cDNA全长1551bp，编码380个氨基酸，与普通鲤鱼(cyprinus carpio)M3-CK的氨基酸序列同源性高达95％。种系分析表明，银鲫M3-CK与其它脊椎动物的肌肉型肌酸激酶聚为较近的一支，与鲤鱼的M3-CK聚在一起，与脑特异型肌酸激酶及线粒体型肌酸激酶分歧较大。虚拟Northern杂交显示银鲫M3-CK基因在胚胎发育中差异表达。RT—PCR表明，银鲫M3-CK基因在成熟卵母细胞和胚胎发育早期可检测到少量的转录产物，在胚胎发育期间从肌肉效应期开始转录，并一直持续表达。组织RT—PCR表明，银鲫M3-CK基因只在心脏和肌肉表达。     

3种鲤科鱼β珠蛋白基因的比较研究

根据 β珠蛋白的N末端和C末端氨基酸序列的保守性设计 2 0bp长的简并引物 ,用RT PCR方法扩增并克隆了鲤、草鱼、鲫的 β珠蛋白基因cDNA。结果显示克隆 3种鱼的 β珠蛋白基因cDNA全长为 4 4 1bp。对它们所编码的氨基酸序列的比较可以看出虽然它们都属于鲤科但氨基酸的组成却有较大的差异。根据所克隆的cDNA分别设计特异引物用PCR方法克隆了 3种鱼的基因组DNA全长 ;从起始密码子到终止密码子的长度分别为鲤 6 6 7bp、草鱼6 2 9bp、鲫 6 6 7bp。 3种鱼中均含有 3个外显子和 2个内含子且内含子的插入位置相同。内含子的碱基序列差异很大。鲫与鲤内含子 1和 2的长度完全相同 ,而与草鱼的内含子长度则相差较大。     

MAPK在不同生殖特性鲫鲤杂交鱼性腺组织中的表达分析

运用Western-blot技术和免疫组织化学来检测丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases,MAPKs)家族成员细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated protein kinase,ERK)和c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)在不同生殖特性鲫鲤杂交鱼性腺组织中的表达。研究表明,JNK、ERK在鱼类性腺组织中均有较高量的表达,但在鱼类卵巢和精巢间、雌核发育二倍体鲫鲤和不同倍性鱼的性腺组织间,JNK或ERK的表达量并不存在明显的差异,而P-JNK在雌核发育二倍体鲫鲤性腺中的表达量远高于三倍体和四倍体鲫鲤的卵巢组织。此外,JNK和ERK在雌核发育二倍体鲫鲤早期性腺性原细胞中均有阳性表达。其中,JNK在10月龄雌核发育二倍体鲫鲤性腺中的阳性反应强度高于6、8月龄;而ERK在8月龄和10月龄的性腺中的阳性反应则弱于6月龄。结果表明JNK通路可能对雌核发育二倍体鲫鲤产生不减数配子具有重要调控作用。     

鲤鱼中Sox9b基因的克隆和表达

Sox9基因是一个重要的转录调控因子,参与性别决定及软骨等多种组织和器官的发育过程。本研究利用简并引物扩增鲤鱼基因组DNA,首次发现在鲤鱼中存在两种形式的Sox9基因。二者在保守盒区编码的氨基酸序列相同,并都存在一个内含子,但内含子序列差异很大,分别长704bp和616bp。在此基础上采用RACE技术克隆了鲤鱼Sox9b基因的5’端和3’端,通过拼接获得了2447bp的全长cDNA序列。编码428个氨基酸。其中96—174位共79个氨基酸为HMG保守盒。将鲤鱼Sox9b基因与三刺鱼等九种动物的氨基酸序列相比较发现。它们的同源性高达75％以上,显示soz9基因在进化中较保守。应用半定量RT—PCR技术对成体鲤鱼不同组织中Sox9b基因的表达进行了分析。结果表明该基因广泛表达,尤以脑及精巢中表达最为丰富。     

二倍体雌核发育鱼产生二倍体卵子的证据

二倍体雌核发育第 1代 (G1)产生的二倍体卵子经紫外线灭活的散鳞镜鲤精子诱导 ,无需染色体加倍处理 ,发育成二倍体雌核发育第 2代 (G2 ) ;G1 产生的二倍体卵子与雄性异源四倍体鲫鲤 (AT)产生的二倍体精子结合 ,形成新型两性可育的异源四倍体鲫鲤 (G1 ×AT)。对G2 和新四倍体 (G1 ×AT)的体细胞染色体数目、生殖细胞染色体行为及性腺结构、外形、生长速度等生物学特征进行了研究。结果表明 :G2 体细胞染色体数目为 2n =1 0 0。在 6～ 1 2月龄G2 中 ,没有发现性成熟的个体 ,组织学切片结果表明 ,G2 性腺处于卵原细胞增殖阶段 ,与 1龄G1 的性腺发育相似 ,性腺发育迟缓。对 6～ 8个月龄G2 性腺染色体制片进行观察 ,结果表明 ,G2 生殖细胞的染色体没有二价体的形成 ,只有有丝分裂的迹象 ,其有丝分裂中期不但有 2n =1 0 0的染色体分裂相 ,还有 4n =2 0 0的染色体分裂相 ,甚至有接近 8n(380 )的分裂相 ,说明 1龄G2 的性腺中存在 2n、4n等多种类型的生殖细胞 ,其中 4n的生殖细胞经正常的减数分裂后可产生二倍体卵子。核内复制 (pre meioticendoreduplication)学说可以较好地解释这种不减半配子产生的现象。新四倍体 (G1 ×AT)体细胞染色体数目为 4n =2 0 0 ,雌雄新四倍体 (G1 ×AT)具有正常的性腺发育 ,在繁殖季     

鲤两种孕激素受体基因克隆、表达及比较分析

孕激素受体(Progesterone receptor,Pgr)是介导孕激素调控鱼类性腺发育和生殖细胞成熟的受体。为研究鲤(Cyprinus carpio)2种Pgr时空表达模式和表达分化趋势,采用cDNA末端快速扩增方法克隆两种Pgr基因(Pgr1和Pgr2)。Pgr1和Pgr2的全长cDNA序列分别为2 713 bp和2 730 bp,均编码628个氨基酸。二者核酸和蛋白质一致性分别为91%和90%。这两个基因都含有锌指结构域和核激素受体域同源超家族两个功能域。进化分析将鲤Pgr1和鲫Pgr1聚在一起,鲤Pgr2和鲫Pgr2聚为一支;这两支再与斑马鱼Pgr汇成一支。鲤Pgr1和Pgr2的非同义替换率与同义替换率比值为0.360,表明Pgr1和Pgr2受负选择压力。实时荧光qPCR分析表明,Pgr1和Pgr2在性腺的表达显著高于其他组织,说明二者可能参与性腺发育过程。催产素诱导后,Pgr1和Pgr2在精液和卵细胞的表达量高于受精卵,表明这两种基因与鲤生殖细胞成熟相关。大多数状态下Pgr1表达量显著高于Pgr2,表明Pgr1是介导鲤性腺发育和生殖细胞成熟的主表达基因。     

银鲫两个蛋白合成相关基因全长cDNA的克隆及其特征分析

通过构建雌核发育银鲫心跳期SMART cDNA质粒库并从库中随机挑选克隆测序,克隆得到银鲫翻译起始因子3亚单位2(GTIF3—S2)和翻译延伸因子1亚单位α(GEF-1α)基因全长cDNA。银鲫翻译起始因子3亚单位2基因cDNA全长1280bp,开放阅读框位于117—1091bp之间,编码325个氨基酸。其推断的氨基酸序列存在三个WD结构域。该基因在鱼类中为首次报道。银鲫翻译延伸因子1亚单位alpha基因cDNA全长1784bp,开放阅读框位于82—1467bp之间,编码462个氨基酸。RT-PCR表明,这两个基因在成熟卵母细胞和胚胎发育早期可以检测到少量的转录产物,在胚胎发育期间从原肠期开始转录,并随着发育进程逐渐增强。成鱼组织中除精巢表达较弱外,其他组织都表达较强。同源分析比较表明,TIF3-S2和EF-1α在物种进化过程中具有高度的进化保守性,在物种间的同源性很高。因此,作认为,这两个基因是研究物种间系统发育的优良对象。     

鲤鱼中Sox9b基因的克隆和表达

Sox9基因是一个重要的转录调控因子,参与性别决定及软骨等多种组织和器官的发育过程。本研究利用简并引物扩增鲤鱼基因组DNA,首次发现在鲤鱼中存在两种形式的Sox9基因。二者在保守盒区编码的氨基酸序列相同,并都存在一个内含子,但内含子序列差异很大,分别长704bp和616bp。在此基础上采用RACE技术克隆了鲤鱼Sox9b基因的5’端和3’端,通过拼接获得了2447bp 的全长cDNA序列,编码428个氨基酸。其中96-174位共79个氨基酸为HMG保守盒。将鲤鱼Sox9b基因与三刺鱼等九种动物的氨基酸序列相比较发现,它们的同源性高达75%以上,显示Sox9 基因在进化中较保守。应用半定量RT-PCR技术对成体鲤鱼不同组织中Sox9b基因的表达进行了分析,结果表明该基因广泛表达,尤以脑及精巢中表达最为丰富。     

异育银鲫过氧化物还原酶基因的克隆及其表达分析

采用反转录PCR和cDNA末端快速扩增技术从异育银鲫Carassius auratus gibelio肝脏中克隆了过氧化物还原酶(Prx)基因的cDNA全长序列。结果显示,异育银鲫过氧化物还原酶(CaPrx)基因cDNA全长1035 bp,开放阅读框长594 bp,编码197个氨基酸。在氨基酸序列的N端和C端各有一个保守的Cys残基,属于2-半胱氨酸类Prxs家族。多序列比对和系统进化树分析表明,异育银鲫与鲫Carassius auratus、青鱼Mylopharyngodon piceus、斑马鱼Danio rerio、犀角金线鲃Sinocyclocheilus rhinocerous和朝鲜鳑鲏Rhodeus uyekii等鱼类的Prx基因具有很高的同源性。实时荧光定量PCR结果显示,CaPrx基因在异育银鲫体内广泛表达,在血细胞和肝脏中表达量最高,在鳃和头肾的表达量较少。在感染鲤疱疹病毒Ⅱ型的个体中,肝脏和脾脏的CaPrx基因表达量显著下降,表明其抗氧化作用因病毒的感染而受到了一定的破坏。     

雌核发育二倍体鲫鲤杂交克隆品系建立

研究了雌核发育二倍体鲫鲤第2代(G₂)产生的二倍体卵子在无染色体加倍情况下形成第3代(G3)的雌核发育细胞学行为,G₃,G₂×散鳞镜鲤和G₂×四倍体鲫鲤的染色体数目.研究结果表明:(ⅰ)G₂产生的二倍体卵子无需染色体加倍处理,仅在灭活散鳞镜鲤精子激活下,形成了大量G₃.(ⅱ)G₃和雌核发育二倍体鲫鲤第1代(G₁)、G₂一样,也表现出杂交特征,并且都是二倍体(2n=100);G₂与二倍体散鳞镜鲤和四倍体鲫鲤分别交配形成了三倍体(3n=150)和四倍体(4n=200)鱼;(ⅲ)二倍体G₂产生的二倍体卵子在雌核发育过程中,有明显第二极体排出,排除了二倍体卵子源于第二极体保留的可能.另外,还对二倍体鲫鲤产生二倍体卵子的机制进行了讨论.雌核发育二倍体鲫鲤杂交克隆品系建立证明二倍体卵子通过雌核发育形式可形成一个能产生二倍体卵子的新型二倍体鲫鲤品系,二倍体鲫鲤产生二倍体卵子的特殊繁殖方式在生物进化和生产应用方面都具有重要意义.     

银鲫与彩鲫卵母细胞cDNA文库构建及周期蛋白A1的cDNA克隆

分别取行天然雌核发育繁殖的银鲫和两性生殖的彩鲫的卵母细胞为材料,提取总RNA,分离mRNA,进而反转录合成cDNA并定向插入λgtll Sfi-Not克隆载体,经体外包装构建了银鲫与彩鲫卵母细胞的表达型cDNA文库。测试结果表明库容量分别达到3.1×106(银鲫)和1.6×106(彩鲫)。进一步人工合成Cyclin A1保守引物,采用PCR扩增文库的方法,克隆了银鲫(1616bp)与彩鲫(1626bp)的Cyclin A1全长cDNA。序列分析结果表明:两种鱼编码区长度均为1173bp,起始于一个包含在脊椎动物起始密码子ANNATG基元内ATG的单一开放读码框,编码391个氨基酸;5'-端非编码区长度也同为70bp,3-'端非编码区长度略有不同,银鲫为373bp,而彩鲫则为383bp;二者3'-端均带有AATAAA的Poly(A)加尾信号以及24bp(银鲫)和27bp(彩鲫)的Poly(A)尾巴。比较银鲫、彩鲫和金鱼与人、爪蟾Cyclin A1氨基酸序列同源性的结果表明,Cyclin A1在人、爪蟾与鱼类之间具有较高同源性;而在银鲫、彩鲫和金鱼之间,Cyclin A1仅在周期蛋白框外存在5个氨基酸的差异,且这些差异均是由个别碱基的变异造成的。       

斑马鱼DrSpin-1基因的克隆和特征分析

Spin蛋白家族是具有Spin/Ssty保守结构域并在配子发生过程中发挥关键作用的一类分子。研究利用简并引物PCR,从斑马鱼成熟卵母细胞SMART cDNA文库中筛选到260 bp的DrSpin-1和DrSpin-2部分序列,经序列同源性比对,斑马鱼DrSpin-1的部分氨基酸序列与银鲫CagSpin一致性高达81%。利用RACEPCR从该cDNA文库中获得斑马鱼DrSpin-1的全长cDNA序列。序列分析表明,DrSpin-1全长cDNA为1082 bp,开放阅读框771 bp,编码257个氨基酸,具有三个Spin/Ssty保守域,8个可能的磷酸化位点,初步确定斑马鱼DrSpin-1是Spin基因家族成员。斑马鱼DrSpin-1蛋白与已报道的鱼类Spin蛋白多重序列比对表明,DrSpin-1蛋白与银鲫CagSpin蛋白同源性最高。可以推测克隆得到的斑马鱼DrSpin-1与已知功能的银鲫CagSpin具有相近的表达谱和生物学功能,可能在配子发生和受精过程中发挥重要作用。     

银鲫与彩鲫卵母细胞cDNA文库构建及周期蛋白A_1的cDNA克隆

分别取行天然雌核发育繁殖的银鲫和两性生殖的彩鲫的卵母细胞为材料 ,提取总RNA ,分离mRNA ,进而反转录合成cDNA并定向插入λgtllSfi Not克隆载体 ,经体外包装构建了银鲫与彩鲫卵母细胞的表达型cDNA文库。测试结果表明库容量分别达到 3 1× 1 0 6(银鲫 )和 1 6× 1 0 6(彩鲫 )。进一步人工合成CyclinA1 保守引物 ,采用PCR扩增文库的方法 ,克隆了银鲫 (1 61 6bp)与彩鲫 (1 62 6bp)的CyclinA1 全长cDNA。序列分析结果表明 :两种鱼编码区长度均为 1 1 73bp ,起始于一个包含在脊椎动物起始密码子ANNATG基元内ATG的单一开放读码框 ,编码 391个氨基酸 ;5’ -端非编码区长度也同为 70bp ,3-’端非编码区长度略有不同 ,银鲫为 373bp ,而彩鲫则为 383bp ;二者 3’ -端均带有AATAAA的Poly(A)加尾信号以及 2 4bp(银鲫 )和 2 7bp(彩鲫 )的Poly(A)尾巴。比较银鲫、彩鲫和金鱼与人、爪蟾CyclinA1氨基酸序列同源性的结果表明 ,CyclinA1 在人、爪蟾与鱼类之间具有较高同源性 ;而在银鲫、彩鲫和金鱼之间 ,CyclinA1 仅在周期蛋白框外存在 5个氨基酸的差异 ,且这些差异均是由个别碱基的变异造成的。     

金鱼etv2基因的克隆及在雌核发育单倍体和自交二倍体胚胎中的差异表达

为研究鱼类雌核发育单倍体循环系统发育异常的原因, 从金鱼(Carassius auratus)中克隆了血管发生主调控基因etv2(Ets variant 2)的全长cDNA序列, 并比较分析了该基因在雌核发育单倍体和自交二倍体中的表达。金鱼etv2 cDNA全长1531 bp, 其开放阅读框为1116 bp, 编码371个氨基酸。序列对比分析表明, 金鱼ETV2蛋白的C端含有ETS(E26 transformation-specific)转录因子家族所共有的ETS DNA结合结构域, 该结构域氨基酸序列与其他脊椎动物ETV2的同源性超过60%。RT-PCR和荧光实时定量PCR分析结果表明, etv2在自交二倍体金鱼成体的肝脏、心脏、肌肉、肾脏、精巢、脑和脾脏等多种器官组织中表达, 但在卵巢和成熟卵子中不表达; 在金鱼胚胎发育过程中, etv2从尾芽期开始表达, 在体节形成后, etv2表达水平随胚胎发育而升高, 在20体节期达到峰值, 随后其表达水平降低。整胚原位杂交显示etv2特异性表达于自交二倍体金鱼胚胎的侧板中胚层、成血管细胞以及血管内皮细胞。在14体节期和20体节期, 雌核发育单倍体胚胎中etv2在躯干及尾部的部分区域表达减弱或缺失, 特别是在胚胎中线表达消失, 并且其整体表达水平显著低于自交二倍体。上述结果说明在金鱼雌核发育单倍体胚胎中成血管细胞数量减少并存在向中线迁移的障碍, 可能是导致雌核发育单倍体血管发生异常的重要原因。     

远缘杂交形成的二倍体鱼和多倍体鱼生殖细胞染色体研究

本文采用性腺染色体制片及组织学切片方法,系统地研究了不同发育时期的鲫鲤杂交第二代(F2) (2n=100)、异源四倍体鲫鲤(4n=200)、三倍体鲫鱼(3n=150))、雌核发育二倍体鲫鲤第二代(G2)(2n=100)及鲤鱼(Cypninus carpio L)(2n=100)(对照组)生殖细胞的染色体特征.研究结果表明,对照组中鲤鱼精原细胞染色体数与体细胞染色体数一致,为二倍体精原细胞(2n=100),而远缘杂交形成的二倍体鱼和多倍体鱼的生殖细胞中则观察到明显的染色体数加倍现象,其中,鲫鲤杂交第二代(F2)精巢生殖细胞染色体数加倍现象特别丰富,占检测的染色体分裂相的21.6%,为其产生不减半的二倍体配子提供了直接的细胞学证据,同时也说明远缘杂交是导致生殖细胞染色体数加倍的一个重要因素.该研究在探讨多倍体鱼的发生及鱼类遗传育种方面具有重要意义.     

光棘球海胆seali基因克隆及表达特性分析

seali基因隶属于PIWI超家族, 其编码的RNA结合蛋白在生殖细胞发育过程中发挥重要作用。研究经同源比对从光棘球海胆(Mesocentrotus nudus)性腺转录组数据库中筛选得到seali基因片段, 随后通过cDNA末端快速扩增技术(Rapid amplification of cDNA ends, RACE), 获得其全长cDNA序列。光棘球海胆seali基因cDNA全长3462 bp, 其中3′UTR长度为416 bp, 5′UTR长度为180 bp, 其中3′UTR的加尾信号并非经典的AAUAAA或AUUAAA, 而是较少见的AAUACA。开放阅读框(Open Reading Frame, ORF)2862 bp, 编码954个氨基酸, 具有保守的PIWI和PAZ结构域, 多重序列比对和系统进化分析结果表明其属于Argonaute家族的PIWI亚家族成员。荧光定量PCR技术检测结果表明, Mnseali基因在光棘球海胆性腺、肠、管足和体腔细胞中均有表达, 在性腺中表达量最高。此外, Mnseali基因为母源因子, 在整个胚胎发育时期均有表达。在卵巢中, 随着卵母细胞的成熟, Mnseali的表达量逐渐升高, 而仅在成熟期的精巢中表达量显著上调。RNA原位杂交结果表明, Mnseali在光棘球海胆性腺的生殖细胞中特异表达, 是光棘球海胆生殖细胞标记基因。该研究为海胆生殖细胞发育相关的研究提供了支撑。     

异源四倍体鲫鲤及其原始父母本细胞周期蛋白B基因克隆与分子遗传分析

细胞周期蛋白(cyclin)B是真核细胞周期运转中调控G2期至M期转化的关键因子.本实验根据斑马鱼细胞周期蛋白 B1基因的剪切方式,设计3对特异于金鱼和银鲫细胞周期蛋白B基因外显子区兼并引物,首次扩增出异源四倍体鲫鲤及其原始亲本红鲫和鲤鱼细胞周期蛋白B基因2条大小分别约为2.4 kb和2.1 kb的片段.测序及比对分析表明：这3种鱼的细胞周期蛋白B基因2个片段均包含8个外显子和7个内含子.内含子剪切位点符合GT/AG规则,推测细胞周期蛋白B基因2个片段可能是细胞周期蛋白B基因的2种存在形式.异源四倍体鲫鲤与其原始父母本细胞周期蛋白B基因片段序列的比较结果表明：无论是外显子区还是内含子区,异源四倍体鲫鲤与其原始亲本都具有较高的遗传相似性,在1 025 bp的外显子序列中相同的碱基位点数达963个,为异源四倍体鲫鲤来源于红鲫和鲤鱼提供了分子证据;同时,异源四倍体鲫鲤与其原始亲本差异碱基位点的存在又表明这一独特的多倍体物种与其原始亲本存在着进化上的变异.此外,还分别以细胞周期蛋白B基因外显子和内含子序列构建了包括异源四倍体鲫鲤及其原始父母本在内的系统进化树.结果初步表明：对于亲缘关系较近的物种,用外显子和内含子序列构建的系统进化树与传统的物种进化树一致;而对于亲缘关系较远的物种,用内含子序列构建的进化树与传统的物种进化顺序存在较大差异.