池蝶蚌Sox2 基因在不同组织及不同月龄精巢中的表达

Sox 基因家族在胚胎发育过程和性别分化中起重要作用, 为研究池蝶蚌中Sox 基因的功能, 以人SRY基因HMG-box 保守区的序列设计简并引物, 以雌、雄池蝶蚌基因组DNA 和精巢cDNA 为模板进行扩增, 获得了2 个不完全相同的序列, 分别为DNA-HMG1、DNA-HMG2 和cDNA-HMG, 长度均为220 bp, 编码73个氨基酸。与人等物种Sox1、Sox2、Sox3 及Sox14 有很高的同源性, 雌雄个体之间没有序列差异性。采用RACE-PCR 扩增获得了池蝶蚌性腺Sox2 部分cDNA 片段, 长度为1774 bp, 该序列核苷酸与欧洲帽贝的SoxB和人类的Sox2 的同源性最高; 在部分开放阅读框249 个氨基酸残基中, 具有Sox 家族典型的HMG-box 结构域, 与人类、小鼠、原鸡和斑马鱼等Sox2 的HMG-box 同源性为98%。为了解该基因在各组织中的表达情况,采用实时荧光定量PCR 方法分析了外套膜、闭壳肌、鳃、肠、肝、肾、精巢和卵巢在内的8 种组织hs-Sox2的表达情况, 结果显示, hs-Sox2 基因在8 种组织中均有表达, 其中在肾脏中的表达量最高, 其次是肠与闭壳肌, 在雄性性腺中的表达量明显高于雌性性腺, 在肝脏中的表达量最低; 为了解hs-Sox2 在不同性腺发育时期的表达情况, 采用实时荧光定量PCR 方法分析了5 个不同月龄的精巢组织中hs-Sox2 的表达情况, 结果显示在39 月龄性腺的表达量最高, 其次是16 月龄性腺, 63 月龄蚌中的表达量最少。以上结果表明, hs-Sox2 基因可能参与了池蝶蚌精巢的发育及功能的维持。       

马氏珠母贝Sox11基因的克隆及时序表达模式分析

为探究Sox(SRY-related HMG-box genes)基因家族在马氏珠母贝个体发育及性别分化中的作用, 研究首先利用兼并引物从马氏珠母贝基因组中克隆到一个HMG框(high mobility group box), 利用RACE-PCR技术从SMART cDNA文库中克隆到一个Sox基因的cDNA全长, 通过Clustal X和MEGA 4软件对该序列进行比对分析并构建系统进化树; 通过荧光定量PCR技术对该基因在不同组织及发育不同时期性腺中的表达情况进行分析。结果显示, 马氏珠母贝该Sox基因的cDNA全长为1579 bp, 其中开放阅读框(ORF)为1008 bp, 编码336个氨基酸, 5'非编码区为126 bp, 3'非编码区为445 bp。同源性分析表明, 马氏珠母贝Sox基因与太平洋牡蛎Sox11基因的同源性(Identity)最高, 为80%, 故命名为pmSox11; 系统进化树分析也显示pmSox11与太平洋牡蛎Sox11基因的亲缘关系最近。荧光定量PCR分析组织表达特异性显示, pmSox11在马氏珠母贝神经节分布较多的组织如外套膜、鳃、足、消化盲囊等大量表达, 在神经节相对较少的闭壳肌和卵巢中表达量较少; 时序表达图谱显示, pmSox11在3月龄幼贝性腺和1年龄发育早期精巢中表达量最高, 在2年龄成熟精巢和2年龄性转换性腺中表达量降低, 而在2年龄卵巢中表达量最低。研究表明, pmSox11基因可能在马氏珠母贝早期神经系统发育和性别发育的调控方面起到重要作用。     

翘嘴鲌Sox9基因的克隆及CpG岛甲基化与基因表达的关系

为了揭示翘嘴鲌(Culter alburnus)性别决定与分化的作用机制, 进而更好地发展性别控制育种技术, 研究重点分析了Sox9基因在翘嘴鲌性腺分化过程中的作用。通过RT-PCR和RACE方法获得了翘嘴鲌2个旁系同源基因Sox9a和Sox9b的cDNA序列: Sox9a全长1642 bp, 编码458个氨基酸; Sox9b全长1673 bp, 编码456个氨基酸。序列分析表明两者相似度达到73.95%, 编码HMG盒区域极其保守。蛋白质次级结构预测显示Sox9a和Sox9b除了保守的HMG盒结构域外, 还存在2个核定位信号; 两者的三维结构都存在多个螺旋结构。系统进化树分析发现翘嘴鲌Sox9a与罗非鱼关系最近, 但Sox9b形成单独的一支。利用实时荧光定量PCR技术分析了翘嘴鲌Sox9a和Sox9b基因在各成体组织中的表达水平, 结果显示Sox9a在脑和精巢中表达量最高, 其次是肌肉、鳍条、眼睛和卵巢, 在肾脏、脾脏、肝脏中相对较低; Sox9b只在脑、鳍条、眼睛和精巢中检测到一定水平的表达。通过重亚硫酸氢盐DNA测序方法分析了翘嘴鲌性腺组织Sox9a启动子CpG岛甲基化修饰模式, 结果显示在精巢中CG位点几乎不发生甲基化, 然而卵巢中的甲基化程度非常高。这些结果表明启动子CpG甲基化可以调控Sox9a的性别异形表达, 表观遗传修饰在翘嘴鲌性腺发育过程中可能具有重要的生物学功能。     

红鳍东方鲀转录因子GATA4基因的表达

利用荧光实时定量PCR(q RT-PCR)技术对红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)成鱼的肾脏、肌肉、脑、脾脏、肝脏、精巢和卵巢等组织进行了GATA4基因的表达分析,并对幼鱼不同发育时间的个体水平上的GATA4基因的表达进行分析。结果显示,红鳍东方鲀成鱼的肌肉、脾脏、肾脏和脑等4个组织中的GATA4的表达量差异不显著,精巢、卵巢和肝脏的GATA4的表达量显著高于其他组织(P0.05),GATA4在精巢、肝脏中的表达量显著高于卵巢中(P0.05)。在雄性幼鱼5个发育时期中(23、30、40、60和80日龄),GATA4的表达量从23日龄到30日龄逐渐升高,30日龄最高且明显高于同时期雌鱼GATA4的表达量(P0.01),随后到40日龄之间表达量逐渐降低,从60日龄到80日龄又有上升的趋势。在雌性幼鱼5个发育时期中,GATA4表达量从23日龄到40日龄逐渐升高,40日龄最高且明显高于同时期雄鱼GATA4的表达量(P0.01),到60日龄期间表达量降低,从80日龄后又有上升趋势。各时期雌雄幼鱼,除40日龄外,其他各个时期在雄性中GATA4的表达量均高于在雌性中的表达量。     

养殖施氏鲟的性腺转录组特征分析

鲟是目前世界上最古老的软骨硬鳞鱼类之一, 雌雄个体之间无明显的第二性征。为了解人工养殖下鲟性腺发育的分子特征, 研究以人工养殖2龄施氏鲟(Acipenser schrenckii Brandt)为研究对象, 对其精巢与卵巢进行转录组测序分析。结果发现, 雌雄性腺中共有19690个差异表达基因转录本, 其中与性别分化相关基因包括转录因子Dmrt1、Sox9、Foxl2等和生长转化因子Amh、Bmp15、Gdf9等。另外, 通过差异表达基因KEGG代谢通路富集分析发现了4条与卵巢发育相关的通路, 分别为黄体酮介导的卵母细胞成熟、卵母细胞减数分裂、卵巢类固醇合成、促性腺激素释放激素信号通路。其中, 卵巢类固醇合成通路中18个差异表达基因的表达模式暗示了2龄施氏鲟限制卵巢雌激素的合成, 但精巢中雄激素的合成未受影响。研究结果为研究鲟性腺分化和发育机制以及今后在mRNA表达水平上鉴定鲟性别提供了基础。     

赤链蛇不同组织Sox基因表达的RT-PCR分析

采用RT-PCR技术,研究了赤链蛇不同组织Sox基因的表达。通过PCR产物直接克隆法和SSCP技术筛选阳性克隆,分析了雄性睾丸和雌性卵巢组织中的Sox基因序列。结果显示,在赤链蛇雌雄成体组织中,Sox基因在睾丸、卵巢、脑和脾组织中均有不同程度的表达,而在雌雄成体肌肉组织中均无表达,显示该基因表达有一定的组织特异性。序列分析显示睾丸组织中表达的是DRSox3,卵巢组织中表达的是DRSox22。在Sox家族中,Sox3表达于中枢神经系统和尿生殖嵴的发育过程中;Sox22则表达于多种组织和神经系统中,可横跨CNS和PNS的整个过程。此结果表明Sox基因不仅在性别决定中起作用,还可能在胚胎发育过程中担负重要功能。     

Sox8基因过表达诱导中华鳖ZW性腺的雄性分化

为了研究Sox8基因在中华鳖性别分化中的功能,研究利用慢病毒介导的过表达载体,在性别分化前的雌性中华鳖中过表达Sox8。通过组织学分析和生殖细胞标记蛋白VASA的免疫荧光染色发现在Sox8过表达后,50%的ZW性腺髓质区发育出睾丸特有的、含有生殖细胞的性索结构; qRT-PCR和免疫荧光结果显示雌性特异性基因Foxl2和Cyp19a1表达量显著降低,而调控睾丸发育的Dmrt1、Sox9和Amh基因表达上调。实验结果表明Sox8的过表达诱导ZW胚胎性腺往雄性方向分化,揭示了Sox8在中华鳖睾丸分化过程中的作用。     

光周期对许氏平鲉性腺分化过程中形态学、性激素水平及相关基因表达的影响

研究以35日龄(dpb)许氏平鲉(Sebastes schlegelii)仔稚鱼为对象, 研究不同光周期(短光照组L﹕D=8﹕16、长光照组L﹕D=16﹕8和对照组L﹕D=12﹕12)对性别分化、相关激素水平及基因表达水平的影响。结果显示非自然的光周期尤其是较短的光照, 会不同程度地影响性腺分化时期性腺发育程度, 并且短光照会导致部分性腺雄性化; 雌激素(E₂)在短光照组中更早出现峰值, 而雄激素(T)在3个处理组中均在实验第9天时达到峰值; 4个卵巢分化相关基因cyp19a1a、ERα、ERβ2和foxl2中, ERα、ERβ2和foxl2受短光照影响显著, 实验中后期出现明显的抑制(P<0.05); 4个精巢发育相关基因sox3、sox9、amh和dmrt1相对表达水平未见明显规律, 可能与精巢分化时间较晚有关。综合而言, 较短的光照会影响性腺的发育以及性腺的分化, 抑制卵巢分化基因的表达, 诱导原始性腺雄性化。     

不同移虫日龄蜂王卵巢中hexamerin110、hexamerin70b的差异表达分析

为探究不同移虫日龄的西方蜜蜂蜂王卵巢中hexamerin110、hexamerin70b的表达及其调控机理,以β-actin为内参基因,运用q RT-PCR技术检测不同移虫日龄蜂王卵巢中hexamerin110、hexamerin70b m RNA的表达水平,用Western blot方法检测hexamerin110、hexamerin70b蛋白的表达。结果显示,hexamerin110、hexamerin70无论是在m RNA水平还是蛋白水平,随着移虫日龄的增加,其表达量均呈降低的趋势。1日龄移虫培育的蜂王卵巢hexamerin110基因表达量显著高于其他组(P0.05),1日龄移虫培育的蜂王卵巢的hexamerin70b基因的表达量极显著高于其他组(P0.01)。Hexamerin110、hexamerin70b在1日龄移虫发育的蜂王卵巢中的表达水平最高,推测其可能与蜂王生殖发育以及级型分化有关。     

黄颡鱼性腺分化的组织学观察

运用组织学方法,观察黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)性腺分化过程.结果表明,在水温(20±1)℃条件下,卵巢分化时间明显早于精巢.卵巢分化最早发生于孵出后13 d左右,其主要标志为原始性腺横切面上出现一个组织突起,进而形成卵巢腔;精巢分化的最早标志为精小叶和输精管的形成,开始于孵出后55 d.在发育早期,雌性生殖细胞的活动及分化明显早于雄性生殖细胞.孵出后25 d,卵原细胞开始通过有丝分裂快速增殖,孵出后34 d左右进入成熟分裂阶段;精原细胞在孵出后55 d时才开始大量增殖,成熟分裂最早发生于孵出后64 d.     

Molecular cloning and expression in gonad of Rana rugosa WT1 and Fgf9

Sry (sex-determining region on the Y chromosome) is required for testicular differentiation in mammals. In addition to Sry, other genes such as WT1, Fgf9, Dax1, Dmrt1 and Sox9 are widely accepted to be involved in the sex determination in vertebrates. However, the roles of these genes during sex determination still remain unclear in amphibians. This study was undertaken to examine the expression of WT1 and Fgf9 in the developing gonad of amphibians. We first isolated the WT1 cDNA from the frog Rana rugosa. Like WT1 in mice, R. rugosa WT1 showed 2 isoforms; i.e., one had an additional 3 amino acids, KTS, included between the third and fourth zinc fingers. However, 17 amino acids in exon 5 of mammalian WT1 could not be found in R. rugosa WT1, which is also the case in turtle and chicken. The mRNA of both isoforms (+KTS, -KTS) was detected in the lung, kidney and testis, but not in the ovary and muscle of adult frogs. The 2 isoforms were expressed first in the embryos at stage 23. Thereafter, the expressions remained constant in the gonad attached to mesonephros of both sexes during sex determination. We next isolated the R. rugosa Fgf9 cDNA encoding 208 amino acids. The amino acid sequence of Fgf9 had similarity greater than 92% with chicken, mouse and human Fgf9s, suggesting that Fgf9 is highly conserved among vertebrate classes. Fgf9 was expressed in the ovary of an adult frog strongly, but in the lung weakly. In contrast, the Fgf9 mRNA was hardly detected in the kidney, testis and muscle. Moreover, Fgf9 did not show a sexually dimorphic expression pattern during sex determination in R. rugosa. The results, taken together, suggest that both WT1 and Fgf9 are expressed in the indifferent gonad prior to sex determination without any difference in the expression between males and females. Thus, it seems unlikely that they are a key factor to initiate the divergence leading to testicular or ovarian differentiation in R. rugosa.     

Testicular type Sox9 is not involved in sex determination but might be in the development of testicular structures in the medaka, Oryzias latipes

Testicular type Sox9 is the most upstream conserved gene in the sex determining cascade among vertebrate. However, in medaka, only one Sox9 gene was identified as expressed in the ovary; no other Sox9 gene was reported expressed in the testis. We explored the medaka genome and cloned a novel testicular type Sox9 cDNA. Phylogenetic analysis revealed that both our isolated Sox9 and the already reportedly cloned medaka Sox9 belongs zebrafish Sox9a branch. Therefore, we named our gene Sox9a2. Unexpectedly, Sox9a2 mRNA was expressed in somatic cells surrounding germ cells at similar high levels in both sexes during early gonadal sex differentiation. However, at the initial stage of testicular tubules development, the expression of Sox9a2 was maintained only in XY gonads, and was remarkably reduced in XX gonads. These results suggest that Sox9a2 is not involved in early sex determination and differentiation, but is involved in the later development of testicular tubules in medaka.