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。     

中华鳖Amh基因的克隆、表达及在雄性分化中的功能初探

为了阐明Amh基因在中华鳖雄性性别分化中的调控作用,本研究对Amh基因进行cDNA序列克隆和表达分析,同时通过慢病毒介导的RNA干扰技术对Amh基因进行了功能验证.RACE结果显示,中华鳖Amh基因的cDNA序列全长为3233 bp,5'非翻译区为997 bp,3'非翻译区为834 bp,可读框为1401 bp,编码466个氨基酸.实时荧光定量PCR结果显示,在成体组织中,Amh基因在睾丸中高度特异性表达;在胚胎发育过程中Amh基因在性别分化启动前的第16期便开始呈现雄性特异性表达,并贯穿此后整个发育时期,而在雌性性腺中则维持非常低的表达水平.在芳香化酶抑制剂诱导的雌性向雄性性逆转胚胎性腺中Amh表达显著上升;在雌二醇诱导的雄性向雌性性腺中,Amh表达则显著下降.RNA干扰实验表明,Amh基因敲低后,ZZ(基因型雄性)胚胎性腺外形和组织结构明显雌性化,皮质区发育,而髓质区高度退化,出现雄性转雌性的性逆转现象;同时雄性分化相关基因Sox9表达下调,而雌性分化相关基因Cypl9al表达则急剧上调.上述结果表明,中华鳖Amh是雄性特异性因子,在早期雄性性别分化过程中是必需的关键基因,本研究为中华鳖性别决定机制研究奠定了基础.     

中华鳖Dmrt1基因在雄性性别分化中的功能分析

在大部分脊椎动物中,Dmrt1基因在雄性性别决定和性腺分化中起重要的调控作用.本文通过慢病毒-Dmrt1-sh RNA干扰和Dmrt1-OE过表达载体系统的构建,成功实现了Dmrt1基因在中华鳖胚胎发育过程中的高效异常表达,以探讨Dmrt1在中华鳖雄性性别分化中的功能.结果显示,经过Dmrt1-sh RNA干扰处理后的ZZ胚胎,32.0%发育成雌性(生理)个体,而经过Dmrt1-OE过表达处理后,25.5%的ZW胚胎发育成雄性(生理)个体.苏木素/伊红(HE)染色、q PCR和免疫组化分析表明,Dmrt1基因敲低后,ZZ胚胎性腺外形和组织结构明显雌性化,雄性特异性基因Amh和Sox9表达显著降低,雌性特异性基因Cyp19a1和Foxl2表达则显著上升,出现雄向雌的性逆转现象;而Dmrt1过表达后的ZW胚胎性腺则向睾丸分化,Amh和Sox9表达急剧上调,Cyp19a1和Foxl2表达显著下降,呈现雌转雄性逆转现象.上述研究表明,Dmrt1基因在中华鳖早期雄性性别形成过程中是必需的,且它的异位表达能够单独启动雄性分化,是中华鳖雄性性别分化的关键因子.     

中华鳖Dmrt1基因的克隆、表达及在性逆转中的变化分析

在大部分脊椎动物中,Dmrt1基因在雄性性别决定和性腺分化中起重要的调控作用.本文从m RNA和蛋白水平分析Dmrt1基因的组织差异性表达、在不同发育阶段性腺中的细胞定位及在性逆转中的表达变化,研究Dmrt1基因在中华鳖性别分化中的调控作用.Rapid-amplification of c DNA ends(RACE)结果显示,Dmrt1基因c DNA序列全长2409 bp,其中5′非编码区为230 bp,3′非编码区为1072 bp,开放阅读框为1107 bp,编码368个氨基酸,具有一个高度保守的DM结构域.荧光定量PCR和免疫组化结果显示,Dmrt1在性腺分化之前的第16期雄性性腺中开始表达,先于Amh和Sox9基因表达.随着性腺的发育,Dmrt1蛋白主要定位于性腺Sertoli细胞的细胞核上,在雌性性腺发育过程中并未见其表达.此外,在雌二醇诱导的雄性转雌性性逆转胚胎性腺中,Dmrt1表达显著下调;在芳香化酶抑制剂诱导的雌性转雄性性腺中,Dmrt1表达则显著上升.上述研究表明,Dmrt1基因是中华鳖雄性特异性基因,参与雄性性腺的发育过程,可能在中华鳖早期性别决定中起重要的调控作用.     

性类固醇激素对胡子鲇性分化的影响

研究采用组织学和荧光实时定量PCR方法,检测17-甲基睾酮（17-MT）和17-雌二醇（17-E2）对胡子鲇（Clarias fuscus）性腺组织学、性别比率以及性分化前后脑型芳香化酶基因（Cyp19a1b）和翼状螺旋/叉头转录因子2（Foxl2）基因表达的影响。结果表明:在出膜后230日龄,17-MT （50、100和200 g/L）浸浴、17-E2（100、200和300 g/g）投喂处理对成活率无显著影响,但中、高剂量（100和200 g/L）17-MT显著抑制卵巢发育,促进精巢发育,卵巢腔出现时间分别推迟4d和6d,初级卵母细胞出现时间分别推迟8d和9d,而初级精母细胞出现时间则分别提前3d和5d,且雄性率分别达70%和76%,显著高于50 g/L组和对照组（P0.05）。相反,中、高剂量17-E2（200和300 g/g）处理使卵巢腔出现时间分别提前2d和3d,初级卵母细胞出现时间分别提前1d和3d,初级精母细胞出现时间分别推迟3d和7d,而雌性率分别达74%和78%,显著高于100 g/g组和对照组（P0.05）。此外,在性腺分化期,17a-MT促进Cyp19a1b但抑制Foxl2的表达,而17-E2促进Cyp19a1b和 Foxl2的表达。结果显示Cyp19a1b不是引起胡子鲇性分化的直接因素,但可能通过下丘脑-垂体-性腺轴对胡子鲇性分化过程产生间接影响;而Foxl2直接参与胡子鲇的性分化,即17a-MT和17-E2分别通过抑制和促进Foxl2的表达来影响雌激素的生物合成,从而调控胡子鲇性分化的方向。       

稀有鮈鲫脑芳香化酶cDNA片段的克隆与表达分析

芳香化酶（P450arom）是雌激素合成过程中的关键酶,在性别分化中起重要作用。鱼类存在卵巢性和脑型两种芳香化酶,分别由Cyp19a和Cyp19b编码。稀有鮈鲫作为我国特有的实验动物,尚无其芳香化酶的有关资料,其性别分化机制亦不清楚。本研究采用RT-PCR的方法以简并引物扩增了稀有鮈鲫脑型芳香化酶基因Cyp19b的部分序列,其长度为1070 bp, 编码357个氨基酸残基,具有典型的芳香化酶结构域。RT-PCR分析发现该基因主要在稀有鮈鲫的脑中表达,在性腺、肠、肾中也有表达;其在雌、雄脑中的表达差异不显著。在胚胎发育阶段,Cyp19b的表达从囊胚期开始,至神经胚期达到较高水平,随后下降,孵化期又有所增强,孵化10天后维持在高水平。这些结果说明Cyp19b以脑中表达为主,可能在稀有鮈鲫神经系统发育和脑的性别分化中有重要作用。     

雌激素对中华鳖性腺分化及DMRT1、SOX9基因表达的影响

中华鳖（Pelodiscus sinensis）性别决定的方式一直存在较大的争议,分子机制更是不清楚。在大部分脊椎动物中,雌激素在性别决定和性腺分化中扮演重要的调控作用。实验通过对性别分化前胚胎进行雌二醇（E2）和芳香化酶抑制剂（AI）处理,研究雌激素在中华鳖性腺分化中的作用及机理。实验结果显示,与对照组（雌性比例49%）相比,E2处理组中雌性中华鳖仔鳖比例显著增加,高达92.3%;而在AI处理组中,雌性比例显著下调至13.1%。HE染色分析表明,ZZ（雄性）和ZW（雌性）胚胎分别经过E2和AI处理后,ZZ和ZW性腺结构呈现明显的雌性化和雄性化特征。同时,通过RT-PCR和免疫荧光染色发现,E2能显著降低雄性性别关键因子DMRT1和SOX9 mRNA和蛋白表达水平;AI则表现相反的调节作用。综上所述,雌激素通过抑制雄性性别关键因子DMRT1和SOX9的表达来抑制雄性分化,促进雌性分化,揭示雌激素在中华鳖雌性性别分化中起着重要的调控作用。       

四川裂腹鱼脑型芳香化酶Cyp19b基因组织分布及温度对其表达水平的影响

为研究脑型芳香化酶基因Cyp19b在四川裂腹鱼(Schizothorax kozlovi)早期性别分化中的作用,采用RACE方法从四川裂腹鱼脑中扩增得到该基因c DNA全长序列,并应用荧光定量RT-PCR技术测定该基因m RNA的相对表达量,探讨该基因在不同规格四川裂腹鱼鳃、脑、心、肝、脾、肾、肌肉、精巢、卵巢组织中的表达差异,以及温度对其早期仔鱼阶段该基因表达的影响。四川裂腹鱼Cyp19b基因的c DNA全长序列共3 021 bp,共编码507个氨基酸,属于脑型芳香化酶基因;四川裂腹鱼Cyp19b基因编码的氨基酸序列与其他鱼类脑型芳香化酶基因编码的氨基酸序列同源性可达70%以上,而与性腺型芳香化酶基因编码的氨基酸序列同源性较低,为64%左右;四川裂腹鱼Cyp19b基因仅在脑组织中表达,具有比较高的组织特异性,且随着个体的增长,逐渐呈现显著的雌雄差异;对不同温度处理12日龄仔鱼6 d后,低温(10℃和14℃)能显著促进Cyp19b基因表达量的升高,但高温(26℃)却对其表达量无显著影响。由此推测,脑型芳香化酶基因Cyp19b可能在低温导致四川裂腹鱼雌性化过程中发挥着重要作用。     

黄河鲤性别决定时间和相关基因表达研究

鱼类性别决定和分化机制极为复杂,通过性腺组织切片鉴定得出黄河鲤从未分化性腺发育为Ⅱ期精巢、卵巢的时间为受精后第40天到第80天。选取一些可能参与黄河鲤性别决定分化相关的基因（amh、ar、cyp19a、cyp19b、dax1、dmrt1、er、foxl2、nobox、sox9a、sox9b、zp2）进行实时荧光定量PCR分析各个基因在受精后40d、45d、50d、55d、65d和80d的表达情况。结果显示性别决定相关基因在50d都有高表达,推测45-50 d为性别决定的关键时间。ar、amh、dax1、dmrt1、sox9a、sox9b六个基因在80d雄性表达量升高,且雄性明显高于雌性,推测这些基因参与精巢分化发育过程。cyp19a、cyp19b、foxl2、nobox、zp2五个基因在80d雌性表达升高,且高于雄性,推测其可能参与卵巢分化发育。     

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。     

Sox9在温度依赖型性别决定中的功能初探

在一些爬行动物中,个体的性别完全取决于胚胎发育过程中的环境温度,称之为温度依赖型性别决定(temperaturedependent sex determination,TSD).TSD的分子机制长期是个谜,特别是调控早期性腺分化的分子基础仍不清楚.本文通过表达分析和基因敲低手段研究了Sox9基因在红耳龟雄性性腺分化中的生物学功能,为TSD动物的性别决定和性腺发育的分子机制的研究奠定了基础.qRT-PCR显示,从性腺分化前的17期起,Sox9呈现产雄温度(male-producing temperature,MPT)性腺特异性高表达,而在产雌温度(female-producing temperature,FPT)性腺中表达水平极低.免疫组化进一步证实了SOX9蛋白的MPT特异性表达趋势,其定位于Sertoli前体细胞核中.温度置换实验显示,与MPT性腺相比,MPT→FPT性腺中(16期置换)的Sox9表达量从17期起就显著降低,表明Sox9能快速响应温度变化.同时MPT性腺经过雌激素处理后,Sox9表达量亦快速下调.功能缺失研究显示,经过Sox9-RNAi处理后,90.9%(20/22)的MPT性腺结构明显雌性化,皮质区高度发育,髓质区退化,揭示Sox9的敲低能导致雄性向雌性性逆转.上述研究表明,Sox9是红耳龟早期睾丸分化的关键调控因子,参与TSD的雄性分化通路.     

中华鳖Foxl2基因克隆及外源性激素对其表达的影响

外源性激素在中华鳖(Pelodiscus sinensis)性别决定有重要作用, 为给中华鳖性别决定机制研究提供生物学信息, 首次克隆和分析了中华鳖Foxl2 cDNA部分序列。为研究其在遗传和生理水平的差异, 以10 mg/kg剂量17α-甲基睾酮(MT)和17β-雌二醇(E₂)分别对中华鳖雌雄个体注射, 检测0、6h、12h、24h、48h、7d和14d性腺Foxl2 mRNA表达水平。获得中华鳖Foxl2基因(GenBank登录号: KP734210)部分 cDNA长903 bp, 共编码300个氨基酸, 属于叉头框转录因子家族, 参与卵巢发育和功能维持; 多重序列比对显示, Foxl2具有典型的FH结构域, 与红耳龟的同源性最高, 达到99%; 系统进化树分析显示, 中华鳖Foxl2基因与爬行动物Foxl2基因聚为一个亚支, 且与西部锦龟Foxl2基因距离最近。荧光定量PCR结果显示, 与对照组相比, 注射E₂后24h, 卵巢Foxl2 mRNA表达水平被极显著上调(P<0.001), 7d和14d后, 精巢Foxl2 mRNA表达水平极显著上升(P<0.001); 注射MT后24h, 精巢和卵巢Foxl2 mRNA的表达水平均极显著升高(P<0.001)。结果表明, E₂和MT促进Foxl2表达, E₂促进其表达的性别差异比MT明显。研究可为了解Foxl2的功能及明确外源性激素调控中华鳖Foxl2的分子机制提供基础资料。     

翘嘴鳜性腺型芳香化酶基因CYP19a的克隆及表达研究

采用同源克隆与SMART RACE技术首次分离和克隆了翘嘴鳜性腺型芳香化酶基因CYP19a的c DNA全长,并通过实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR,q PCR)技术分析了其在翘嘴鳜成体不同组织及性腺不同发育时期的表达特点。序列分析结果显示,CYP19a基因全长1 873 bp(Gen Bank登录号为KX911988),其中开放阅读框长1 581 bp,编码526个氨基酸。通过多序列比对,发现该基因编码的蛋白质具有P450arom A特定的功能保守序列,包括I-螺旋区、Ozol肽区、亚铁血红素结合区域以及芳香化酶特异性结合区域;同时,CYP19a基因序列的同源性分析结果显示,其在脊椎动物中较为保守。此外,q PCR检测结果显示,CYP19a基因在翘嘴鳜成体组织中的表达存在显著差异(P0.05),主要在性腺中表达,其次在脑和肝脏有少量表达;而且CYP19a基因在繁殖期性腺中的表达量显著低于非繁殖期性腺中的表达量(P0.05)。以上研究表明,CYP19a基因在鱼类性腺形成及发育过程中具有重要作用。     

中华鳖性别决定中主导性因素的研究进展及思考

自然界中复杂的性别决定机制令人着迷又畏惧。爬行动物作为变温动物,不同于哺乳类保守的基因决定型(Geneotypic sex determination,GSD),处于环境决定型(Environmental sex determination,ESD)和GSD机制的过渡期。其性别决定对外部环境因素,如温度和污染物比较敏感。中华鳖(Pelodiscus sinensis)是一种珍贵的水生经济动物,在爬行动物生物学领域的性别决定研究中具有重要意义。随着国内外相关研究的深入开展,一些研究表明温度影响中华鳖性别比例,属于温度决定型(Temperature-dependent sex determination,TSD),但研究结果不尽相同,总有20%-30%的个体并未沿温度方向发育;其次,近来研究证实中华鳖存在微小型染色体(ZW/ZZ),确认为GSD机制,然而其分子机制尚不清楚。而且许多研究都集中在脊椎动物性别分化中已知功能的保守基因,如Dmrt1、Sox9、Mis、Amh、Cyp19a1和Foxl2,其它基因很少被细致研究,导致对整个基因表达的理解有限;再次,在中华鳖胚胎发育温度敏感期(Temperature sensitive period,TSP),外源性激素可定向诱导性别分化。总之,这些研究表明,GSD和ESD机制之间的界限是模糊的,温度和激素到底如何触动性别发育一直是一个未被解决的关键问题。综述前人在爬行动物性别决定机制方面的最新研究成果,目的为攻克中华鳖单性苗种培育技术,为我国中华鳖良种选育提供科学依据。     

大口黑鲈amh基因全长cDNA克隆、表达及多克隆抗体制备

为研究大口黑鲈(Micropterus salmoides)抗缪勒氏管激素(amh)基因的表达及其在性腺发育中的潜在作用,研究利用RACE技术克隆得到了大口黑鲈amh基因,并制备Amh多克隆抗体,通过qRT-PCR、Western Blot分析Amh在大口黑鲈不同组织和不同发育阶段性腺中的表达模式,最后利用HE染色法和免疫组化观察不同发育阶段性腺的形态组织学变化及其与Amh表达的潜在关系。结果显示:大口黑鲈amh基因cDNA序列全长2050 bp,由24 bp5′非编码区、394 bp3′非编码区和1632 bp的开放阅读框组成,共编码543个氨基酸。amh基因mRNA在大口黑鲈11个组织中均有表达,其中雄鱼精巢中表达量最高,肌肉次之,雌鱼卵巢中表达量最高,肌肉次之。amh基因在雌雄鱼不同发育阶段的性腺中表达存在显著差异,精巢中表达量均显著高于卵巢(P<0.05)。同时, Western Blot结果显示Amh蛋白在精巢中表达丰度较高。amh基因在精巢中的表达量呈先上升后下降的趋势,且在孵化后65d鱼精巢中其表达量达到最高(P<0.05),免疫组化结果显示Amh表达于早期精...     

赤点石斑鱼卵型芳香化酶基因启动子调控绿色荧光蛋白在斑马鱼早期生殖腺中的表达

P450芳香化酶(P450arom)是生物体内合成雌激素的关键酶。为研究赤点石斑鱼(Epinephelus akaara)卵型芳香化酶基因(EaCyp19a1a)启动子的调控作用,构建了EaCyp19a1a启动子9个不同的5′端缺失片段与绿色荧光蛋白(Green fluorescent protein,GFP)组成的表达载体,分别命名为pEaCyp19a1a-EGFP1-9。在COS-7细胞中的瞬时转染实验证明载体pEaCyp19a1a-EGFP7具有很强的转录活性。通过显微注射,将线性化的pEaCyp19a1a-EGFP7载体注入斑马鱼单细胞期受精卵中,定期在荧光显微镜下观察GFP的表达。结果发现GFP在胚胎期(受精后约48h)开始表达,主要发生在斑马鱼早期生殖腺细胞中,具有明显的性腺特异性。这说明EaCyp19a1a的启动子序列中含有调控其性腺特异表达的顺势作用原件。研究为进一步探明芳香化酶在鱼类性别分化和性别转变过程中的作用奠定了基础。     

Cdk2apl在不同性别鸡胚中的表达

因有表达但在雌性胚胎对应部位却基本没有表达.鉴于该基因在雌雄鸡胚中的差异表达,推测cdk2apl基因在鸡胚性别分化及性腺发育过程中起一定调节作用.     

重要转录因子FoxO3a在斑马鱼性腺中的表达分析

FoxO蛋白作为Forkhead Box家族的重要一员,在动物的生长发育、细胞分化、代谢、免疫和凋亡等方面起重要作用,研究发现FoxO蛋白是哺乳动物卵泡发育的重要调节因子.通过检测雌雄斑马鱼性腺中foxo3a基因的表达情况,初步研究FoxO在鱼类生殖发育中的作用.PCR和蛋白免疫杂交结果都显示foxo3a基因在斑马鱼雌性性腺中的表达量要明显高于雄性.这一结果提示,foxo3a基因在斑马鱼的卵巢发育中可能发挥重要作用.