两种泥鳅芳香化酶基因的克隆与时空表达

鱼类的性别分化易受发育环境的影响。向性成熟的泥鳅和大鳞副泥鳅个体注射绒毛膜促性腺激素,获得卵子和精子进行人工授精。把胚胎分别置于20℃、25℃和30℃条件下,使其发育。经性腺检查发现随着温度的升高两种泥鳅中雄性个体所占的比例明显升高,获得明显的偏雄比率群体。根据已知细胞色素P450芳香化酶CYP19 b基因序列设计嵌套简并引物用巢式PCR扩增并克隆出了两种泥鳅的CYP19 b的DNA片段。MaCYP19 b片段和Pd-CYP19 b片段分别长1337bp和1473bp。在此基础上用各自的特异引物克隆出两种泥鳅CYP19 b的相应cDNA片段。通过基因组DNA和cDNA序列的比较证明两种泥鳅的CYP19 b基因均包含三个内含子和四个外显子,编码的蛋白质序列长145氨基酸残基。以GAPDH基因为对照,分别对两种泥鳅成体组织和不同发育阶段的胚胎的CYP19 b进行了半定量RT-PCR表达分析,结果表明泥鳅CYP19 b基因只在成体泥鳅卵巢、肾以及原肠胚和神经胚中表达。大鳞副泥鳅CYP19 b基因在成体的脑、卵巢和肾以及神经胚和卵黄吸收期表达。这些结果为揭示细胞色素P450芳香化酶基因与环境性别决定机制的关系奠定了基础。       

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。     

青海湖裸鲤CYP17a2基因的克隆及表达分析

CYP17a2基因是细胞色素CYP17(cytochrome P450,CYP)超家族成员之一,在卵巢发育过程中,可以与CYP17a1共同作用控制卵子的发育和成熟。研究和掌握青海湖裸鲤(Gymnocypris przewalskii)卵巢发育的基本规律,可为该鱼种的人工增殖放流及其资源保护和恢复提供技术支撑。本研究采用普通PCR和RACE方法克隆得到了青海湖裸鲤CYP17a2基因全长c DNA序列,并分析了其生物信息学意义,通过实时荧光定量PCR确定了CYP17a2基因在青海湖雌性裸鲤各组织中的表达分布特征。该基因的c DNA序列全长为1 871 bp,共编码390个氨基酸,所编码的氨基酸序列与斑马鱼和鲤鱼的同源性最高,分别为69%和64%。该基因在卵巢、卵巢膜、脑、肌肉、肝胰脏中均有表达,以在卵巢中表达量最高(p0.01)。本研究结果将为进一步开展CYP17a2基因在青海湖裸鲤卵巢发育的分子调节机理的研究中提供基础数据。     

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.     

翘嘴鲌胰岛素样生长因子igf3基因的克隆及表达分析

为研究翘嘴鲌(Culter alburnus Basilewsky)胰岛素样生长因子(Insulin-like growth factor 3, igf3)基因在性别调控过程中的作用,基于分子克隆手段RT-PCR和RACE技术相结合方法扩增到翘嘴鲌igf3基因完整cDNA序列,利用qRT-PCR技术检测其在不同组织中的表达水平,最后通过甲基化检测方法比较分析了翘嘴鲌性腺组织igf3基因组水平的CpG岛修饰水平。实验结果显示igf3 cDNA序列全长901 bp,包含92 bp的5′端非编码区和203 bp的3′端非编码区,开放阅读框606 bp,编码201个氨基酸。序列分析显示,类似于其他IGF家族成员igf1和igf2, igf3同样存在保守的特征结构域,主要划分为前体信号肽、B、C、A、D和E区。igf3基因在翘嘴鲌不同组织中的表达水平差异明显(P<0.05),在卵巢中表达量最高,其次是精巢组织,而在脑、心脏、脾脏、肝脏、肌肉和肾脏中表达丰度极低。甲基化检测结果显示在卵巢中CG位点几乎不发生甲基化,然而精巢中的甲基化程度非常高,这与其表达水平正好呈负相关。研究结果表明igf3...     

翘嘴鳜NADPH氧化酶三个调节亚基cDNA的克隆及表达特征

吞噬细胞NADPH氧化酶能生成用于清除病原微生物的活性氧簇 (reactive oxygen species, ROS),在机体的防御体系中起着非常重要的作用。该文利用RT-PCR结合RACE-PCR的方法,对翘嘴鳜 (Siniperca chuatsi) NADPH氧化酶的3个调节亚基p40phox、p47phox和p67phox的cDNA进行了克隆。结果显示p40phox基因cDNA序列全长为1 406 nt,开放阅读框长度为1 050 nt,翻译成349个氨基酸;p47phox 基因cDNA序列全长为1 686 nt,开放阅读框为1 209 nt,翻译成402个氨基酸;p67phox基因cDNA序列全长为2 185 nt,开放阅读框长度为1 488 nt,翻译成495个氨基酸。半定量PCR分析显示在翘嘴鳜血液、脑、鳃、性腺、心脏、头肾、肠、肾、肝、脾、胸腺组织中都能检测到这3个亚基的mRNA表达,然而,它们在不同组织中的表达强度具有差异。经柱状黄杆菌灭活苗FKG₄免疫后,p40phox亚基mRNA在翘嘴鳜血液和头肾中的表达量显著上升,p47phox在头肾和脾脏中的表达量显著上升,而p67phox在血液、头肾和脾脏中的表达量均显著上升。由此推断NADPH氧化酶参与了翘嘴鳜机体的抗菌免疫应答。     

MRFs家族基因在翘嘴鳜成体不同组织及器官中的表达特征

生肌调节因子(MRFs)家族成员包括MRF4、Myf5、Myogenin和MyoD,是肌肉形成的关键控制因素,其作为一种转录因子在肌肉的发育分化过程中发挥重要作用。本研究通过RT-qPCR方法分析MRFs家族基因在翘嘴鳜成体中不同组织及器官的表达情况,阐明其在肌肉组织中的特异性表达。结果显示:MRFs家族基因在成体翘嘴鳜肌肉、心脏、肝脏、脾脏、肾脏、肠道和脑组织及器官中均检测到表达,且在肌肉中的表达量显著高于其他组织及器官中的表达量(p<0.05)。为研究生肌调节因子在翘嘴鳜肌肉发育过程中的作用提供了基础资料。     

Cyp19a1基因在中华鳖早期卵巢分化中的功能研究

芳香化酶是雌激素合成的关键酶,在非哺乳类脊椎动物的早期雌性性腺分化中起重要的调控作用.本研究首先分析了中华鳖(Pelodiscus sinensis)芳香化酶编码基因Cyp19a1在不同组织及不同发育时期雌雄胚胎性腺中的表达情况;其次,利用芳香化酶抑制剂(AI)和慢病毒RNA干扰及过表达技术,进行Cyp19a1基因的功能验证研究.研究结果表明,Cyp19a1基因在中华鳖成体卵巢组织中高度特异性表达,睾丸和心、肝、脾、肺、肾、肌、肠中未见表达.同时发现,Cyp19a1基因在第18期就呈现雌性性腺特异性表达,早于性腺分化启动时间(第19期).功能缺失实验表明,经过AI及Cyp19a1-shRNA处理后,ZW胚胎性腺皮质区退化,髓质区高度发育,形成原始性索结构,呈现雌性向雄性性逆转现象;同时雌性标记基因Foxl2的表达量下调,雄性标记基因Amh的表达量则显著上调.功能获得实验则表明,Cyp19a1过表达后的ZZ型性腺皮质区高度发育,髓质区退化,形成空洞结构,呈典型雌性特征,同时Foxl2基因的表达量上升,Amh的表达量显著降低.综上所述,本文证明了Cyp19a1是中华鳖早期卵巢分化的关键调控因子,为中华鳖性别分化机制研究奠定了基础.     

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.     

半滑舌鳎脑芳香化酶基因cDNA克隆及表达分析

为研究脑型芳香化酶(P450aromB)在半滑舌鳎性别分化中的作用,采用同源克隆策略,从半滑舌鳎脑分离了2184bp长的脑型芳香化酶的全长cDNA,该基因编码498个氨基酸。氨基酸序列和系统发育分析表明,P450aromB属于脑型P450arom,P450aromB的氨基酸序列与其他鱼类脑型P450arom的同源性较高(48.3%-66.1%),与性腺型P450arom的同源性较低(34.2%-49.9%),与自身的性腺型芳香化酶同源性为45.1%。RT-PCR分析表明:P450aromB mRNA的表达具有明显组织特异性,P450aromB只在性腺、脑、鳃和皮肤中表达,且脑中表达量远高于性腺,而在雌雄鱼的其他组织中都不表达。经过甲基睾酮浸浴处理和高温诱导半滑舌鳎由雌性性反转为雄性后,脑中P450aromB的表达量降低,这些结果表明P450aromB参与了半滑舌鳎的性腺分化和性别决定过程。