改良三倍体鲫鱼的生物学特性研究

利用鱼类远缘杂交和雌核发育相结合的方法培育出改良四倍体鲫鲤和改良二倍体红鲫,两者交配制备出一种改良三倍体鲫鱼（湘云鲫2号）.对改良三倍体鲫鱼的染色体数目和组型、性腺和垂体结构、外形特征、生长速度等方面进行了系统的研究.结果表明,改良三倍体鲫鱼的染色体数目为3n=150,核型公式为33m＋51sm＋33st＋33t;其精巢和卵巢在繁殖季节不能产生成熟配子,垂体超微结构显示,GTH细胞内的分泌颗粒和分泌小球在繁殖季节没有大量排出,该特征从内分泌的角度证明了它们的不育性;改良三倍体鲫鱼具有体背高、尾柄短和头部小的优良外形特征.与三倍体湘云鲫相比,改良三倍体鲫鱼不但保留了三倍体鱼生长速度快、不育等特点,而且在体形方面表现出明显的改良特征,是一种新型改良三倍体鲫鱼.     

异源四倍体鲫鲤雌核发育后代及其亲本RAPD分析

异源四倍体鲫鲤是湖南师范大学鱼类发育生物学实验室和湖南湘阴县东湖渔场在红鲫(♀)和湘江野鲤(♂)的杂交后代中选育出来的四倍体鱼,目前已连续繁殖14代(F3-F16),已形成一个四倍体性能代代相传、遗传性状稳定的四倍体鱼群体,这是世界上唯一人工培育的两性可育的异源四倍体鱼[1—2]。利用四倍体鱼与二倍体白鲫、二倍体鲤鱼杂交,可获得生长快、肉质鲜美、抗病力强等优良性状的不育三倍体湘云鲫、三倍体湘云鲤[3],并已在全国28个省市推广养殖,取得了显著的经济和社会效益。异源四倍体鲫鲤雌性个体产生的二倍体卵子具有两套染色体,在没有染色…     

从ATPase8-6基因研究杂交多倍体鱼线粒体母性遗传

异源四倍体鲫鲤是世界上首例人工培育的两性可育并形成群体的且能自然繁殖的四倍体鱼。本文采用质粒克隆测序法测定了红鲫、异源四倍体鲫鲤、三倍体湘云鲫和三倍体湘云鲤的ATPase8和ATPase6基因全序列 ,结合鲤鱼、日本白鲫和斑马鱼的同源序列 ,对不同倍性水平鲤科鱼类的ATPase8和ATPase6基因进行了比较 ,分析了碱基组成、变异情况以及核苷酸和氨基酸序列差异。红鲫、鲤鱼、异源四倍体鲫鲤、日本白鲫、三倍体湘云鲫和三倍体湘云鲤之间的序列差异为 0 0 % - 1 3 4 % ,它们与外群斑马鱼之间的序列差异为 2 7 9% -31 0 %。用MEGA软件中的MP法、ME法、NJ法和UPGMA法构建分子系统树 ,得到了相似的拓扑结构。结果分析表明 ,人工杂交多倍体异源四倍体鲫鲤、三倍体湘云鲫和三倍体湘云鲤在线粒体ATPase8和ATPase6基因上具有严格的母性遗传特征。值得注意的是 ,异源四倍体鲫鲤经过 1 1代的繁育后 ,与其原始母本红鲫仍然保持了非常高的同源性 ,说明了新的异源四倍体基因库在线粒体ATPase8和ATPase6基因上拥有稳定的遗传特性。对不同倍性鲤科鱼类线粒体ATPase8和ATPase6基因的研究表明 ,ATPase8和ATPase6基因是杂交鱼后代遗传变异研究的一个很好的分子标记     

不同倍性鱼垂体细胞和超微结构比较

对繁殖季节和繁殖季节后的二倍体红鲫(Carassius auratus red var.)、三倍体湘云鲫以及四倍体鲫鲤脑垂体细胞的显微和超微结构以及组织化学特性进行了比较研究. 结果表明, 3种鱼脑垂体中都存在6种不同类型分泌细胞, 但是不同倍性鱼的垂体细胞大小存在明显差异, 就同一类细胞体积而言, 四倍体鱼垂体细胞大于三倍体垂体细胞, 三倍体垂体细胞大于二倍体垂体细胞. 在繁殖季节, 四倍体鲫鲤中腺垂体的GTH细胞所占比例最大, 其次是二倍体红鲫, 最少的是三倍体湘云鲫, 该现象与四倍体鲫鲤的性腺发育提前、三倍体湘云鲫不育有关联; 另一方面, 三倍体湘云鲫中腺垂体中STH细胞所占比例最高, 其次是二倍体, 最少的是四倍体鲫鲤, 这与三倍体湘云鲫生长速度最快、四倍体鲫鲤生长速度相对缓慢有关. 另外, 三倍体湘云鲫中腺垂体GTH细胞中的分泌颗粒和分泌小球在繁殖季节没有大量排出, 而四倍体鲫鲤和二倍体红鲫明显有大量排出, 说明三倍体湘云鲫的不育性与GTH中的激素不排出有关. 以上结果说明, 不同倍性鱼类在垂体结构方面表现出的差异与它们的生长速度、性腺发育等方面具有关联性.     

三倍体鲫鱼--异源四倍体鲫鲤(♂)×金鱼(♀)

利用雄性四倍体鲫鲤与雌性二倍体红色双尾金鱼交配 ,制备了 1种新型三倍体鲫鱼 ,并对Ⅰ龄三倍体鲫鱼染色体数目和组型、性腺指数和性腺结构、外形、生长速度等生物学特征进行了系统研究。结果表明 :这种三倍体鲫鱼染色体数目为 3n =15 0 ,核型公式为 33m 5 1sm 33st 33t;在繁殖季节 ,三倍体鲫鱼卵巢和精巢指数明显低于作为对照的红鲫卵巢和精巢指数 ;组织学切片表明三倍体鲫鱼的卵巢和精巢不能产生成熟的卵子和精子 ,证明它们是不育的。三倍体鲫鱼体色为青灰色 ,单尾 ,具有一些介于其父母本———异源四倍体鲫鲤和红色双尾金鱼之间的外形特征 ,如具有 1对肉眼不易观察到的短须 ,侧线鳞式为 31 6 7,背鳍为 18,体高 体长之比为 0 5 ,比湘云鲫的体高 体长之比 (0 4 1)有明显的增加。经过约 8个月的饲养 ,该三倍体鲫鱼平均重量为 35 0g,最大个体达 5 5 0g。在Ⅰ龄鱼中 ,雌性三倍体鲫鱼的个体生长速度快于雄性个体。与三倍体湘云鲫相比 ,该三倍体鲫鱼保留了生长速度快、不育等优点 ,同时新添了体高 体长比值更高、肉质更甜美的特点 ,为 1种有推广前途的新型三倍体鲫鱼     

异源四倍体鲫鲤、三倍体湘云鲫和它们父母本线粒体DNA 12S rRNA基因遗传变异的分析

采用质粒克隆测序方法,获得了异源四倍体鲫鲤5个个体、异源四倍体鲫鲤雌核发育二倍体后代2个个体、三倍体湘云鲫2个个体及红鲫、湘江野鲤和日本白鲫各1个个体的线粒体DNA 12S rRNA基因的全序列。经对比发现,异源四倍体5个个体共享2种单元型,异源四倍体鲫鲤雌核发育二倍体后代2个个体、三倍体湘云鲫2个个体以及红鲫、湘江野鲤和日本白鲫各1个个体分别共享1种单元型。用MEGA 1.0 软件分析了它们的碱基组成和核苷酸序列差异,用邻接法构建系统进化树。它们间的序列同源性在95%~99%之间,异源四倍体鲫鲤、三倍体湘云鲫和它们母本（分别为红鲫和日本白鲫）之间的序列同源性大于异源四倍体鲫鲤、三倍体湘云鲫和它们父本（分别为湘江野鲤和异源四倍体鲫鲤）之间的序列同源性,结果表明：异源四倍体鲫鲤和三倍体湘云鲫在线粒体DNA 12S rRNA基因上具有母性遗传特征。本研究另一值得注意地方的是异源四倍体鲫鲤经过9代(F3-F11)繁殖后,在5个个体中发现了2种单元型,说明在四倍体基因库中存在遗传多样性,为四倍体基因库的繁殖、保护和种群复壮提供了一些有价值的信息。     

世界首例异源四倍体鲫鲤鱼在湘诞生

湖南师范大学生命科学学院及其协作单位湖南湘阴东湖渔场 ,应用细胞工程与有性杂交相结合的综合技术 ,成功培育出世界首例遗传性状稳定且能自然繁殖的四倍体鱼类种群 ,并以此四倍体鱼同二倍体鱼杂交 ,又成功地培育出不育的三倍体鲫鱼 (湘云鲫 )和三倍体鲤鱼 (湘云鲤 )。 2 0 0 0年 10月 ,以我国著名的遗传育种专家朱作言院士、水生生物专家林浩然院士和细胞生物专家翟中和院士为首的鉴定委员会认为 ,“这一成果标志着我国科学家在鱼类多倍体育种的理论和应用方面均取得了创造性的突破 ,达国际领先水平。”多倍体育种研究是鱼类育种领域中的…     

新型高背型鲫鱼的形成及其生物学特征研究

利用鱼类远缘杂交技术和雌核发育方法获得了新型四倍体鲫鲤(G1×AT). 在G1×AT中发现2%的高背型个体, 其自交后代性状发生分离并形成3种两性可育的二倍体鱼: 高背型红鲫、高背型双尾金鱼和青灰色鲤鱼. 其中高背型红鲫自交, 后代性状继续发生分离, 形成高背型红鲫、花鲫和青鲫. 本文主要对这3种高背型鲫鱼及其自交后代的外形特征、染色体数目、性腺显微和超微结构以及繁殖力等方面进行了研究. 结果表明: (ⅰ) 这3种高背型鲫鱼在外形上都具有体背高、尾柄短、头部小的优良特性. 高背型红鲫、花鲫和青鲫的体高/体长值分别为0.54, 0.51和0.54, 三者明显高于普通红鲫的体高/体长值0. 41(P<0. 01); (ⅱ) 3种高背型鲫鱼染色体数目与普通红鲫染色体数目一致, 都为2n=100; (ⅲ) 这3种高背型鲫鱼都具有正常的卵巢和精巢, 它们分别能产生成熟的卵子和精子, 为二倍体高背型鲫鱼品系的形成奠定了基础; (ⅳ) 与普通红鲫相比, 3种高背型鲫鱼具有产卵(产精)量大、繁殖期长、受精率和孵化率高等优点. 它们通过自交培育出了具有高背特征的二倍体鲫鱼群体; (ⅴ) 3种高背型鲫鱼既具有较高的观赏和食用价值, 也可以作为优良的二倍体亲本与四倍体鱼交配来制备高背型三倍体鲫鱼. 这3种高背型鲫鱼的形成在生物进化研究和鱼类遗传育种研究方面都具有重要意义.     

鲫鲤杂交鱼自然繁殖了新一代

湖南省湘阴县东湖渔场用鲫鱼作母本,鲤鱼作父本杂交而成的鲫鲤杂交鱼,兼有两亲本的优良性状,个体似特大鲫鱼,一般重在1斤以上,大的可达2斤多,生长速度比鲫鱼快一倍多,抗病力强,肉昧还较鲤鱼鲜嫩,深受市场欢迎。但无法自然繁殖新的一代,不能大     

异源四倍体鲫鲤雌雄差异的RAPD标记

异源四倍体鲫鲤是从红鲫和湘江野鲤的杂交后代选育出来的,已经形成了一个遗传性状稳定的四倍体鱼新种群。用异源四倍体鲫鲤(雄性)和二倍体白鲫(雌性)生产的三倍体湘云鲫已经在全国推广应用。因此,如果能够了解异源四倍体鲫鲤的性别分化机制,人为地控制异源四倍体鲫鲤的性别分化,生产出大量的超雄鱼,这对于三倍体湘云鲫的产业化生产有重要的意义。刘少军等对异源四倍体鲫鲤的染色体组型进行了分析,并没有发现异源四倍体鲫鲤有明显的特化的性染色体,这说明通过细胞遗传学研究异源四倍体鲫鲤的性别遗传机制是有困难的。       

四倍体鲫鲤、三倍体湘云鲫染色体减数分裂观察

用精巢细胞直接制片法观察了异源四倍体鲫鲤、三倍体湘云鲫和二倍体红鲫、湘江野鲤精母细胞染色体第一次减数分裂中期配对情况 ;作为对照 ,观察了上述四种鱼肾细胞的有丝分裂中期染色体。在精母细胞第一次减数分裂中 ,异源四倍体鲫鲤同源染色体两两配对 ,形成 10 0个二价体 ,没有观察到单价体、三价体和四价体 ;三倍体湘云鲫精母细胞形成 5 0个二价体和 5 0个单价体 ;红鲫和湘江野鲤精母细胞分别形成 5 0个二价体。肾细胞检测表明异源四倍体的染色体数目为 4n =2 0 0 ;湘云鲫为 3n =15 0 ;红鲫和湘江野鲤分别为 2n =10 0。减数分裂时染色体分布情况与肾细胞染色体检测结果相吻合。具有四套染色体的异源四倍体鲫鲤在减数分裂中只形成 10 0个二价体 ,而不形成 2 5个四价体或其它形式 ,为产生稳定一致的二倍体配子提供了重要的遗传保障 ,也为人工培育的异源四倍体鲫鲤群体能够世世代代自身繁衍下去提供了重要的遗传学证据。三倍体湘云鲫在减数分裂过程中出现二价体、单价体共存 ,同源染色体在配对和分离中出现紊乱 ,导致非整倍体生殖细胞的产生 ,为湘云鲫的不育性提供了染色体水平上的证据     

不同倍性鱼肌间骨的比较分析

采用常规测量法和解剖法对野生鲫(Carassius auratus,2n=100)、彭泽鲫(Carassius auratus variety pengze,3n=162)、改良三倍体鲫鱼(Triploid crucian carp,即湘云鲫2号,3n=150)及其亲本改良二倍体红鲫(Carassius auratus red var,改良红鲫,♀,2n=100)和改良异源四倍体鲫鲤(Allotetreploid hybrid,四倍体鲫鲤,♂,4n=200)5种不同倍性鱼肌间骨的数目、形态和分布进行研究.结果显示,野生鲫肌间骨数目在78~83之间,平均值为81根,彭泽鲫肌间骨数目在80~86之间,平均值为84,四倍体鲫鲤肌间骨数目在77~84之间,平均值为82,但是湘云鲫2号和改良红鲫的肌间骨数目比较少,湘云鲫2号在77~82之间,平均值为79,改良红鲫在58~77之间,平均值为71.考虑到不同倍性的鱼体大小和肌节数目的不同,进一步统计了每一肌节的平均肌间骨数目,野生鲫最多(0.721),彭泽鲫次之(0.673),改良红鲫最少(0.608),湘云鲫2号次之(0.633),四倍体鲫鲤位于中间(0.653),除了两组湘云鲫2号与四倍体鲫鲤、四倍体鲫鲤和彭泽鲫外,两两间都存在显著差异.5种鱼的各种肌间骨有"I"形、"卜"形、"Y"形、一端多叉形、两端两分叉形、两端多叉形和树枝形7种类型.肌间小骨越靠前端,形态越复杂.每条鱼左右两侧的肌间骨数目不完全相等,但总体上两侧肌间骨的数目接近.在保持鱼的营养、形态和活动等基本生理功能的前提下,湘云鲫2号的肌间刺数目比野生鲫和彭泽鲫都少,所以它的食用价值较高.本研究结果说明,改良二倍体红鲫和改良三倍体鲫鱼等人工培育的杂交鱼比野生鲫的肌间刺少,为鱼类骨骼发育生物学和鱼类遗传育种提供了形态学基础.     

人工四倍体鲤鲫后代遗传同一性的FCM及RAPD证明

人工四倍体鲤鲫是本实验室采用人工染色体组叠加构建的一个以雌核发育为生殖模式的鲫克隆系,现已繁殖至第五代.它生长快、体型好、抗病力强、易捕捞,比普通二倍体鲫和三倍体鲫经济性状更优良,将具有广阔的生产应用前景.从表型看,子代是由四倍体鲤鲫原代母本拷贝而成,与母本极其相似,表明异源精子启动发育的后代无分离现象.我们曾对原代四倍体雌核发育生殖方式的遗传进行过基因组、形态学和同工酶分析研究[1-4],为了获得更进一步的证据,本文应用FCM和RAPD分子遗传标记方法进行验证.     

对一例异常鲫鱼的同功酶和肌蛋白的电泳研究

淇鲫是生活于河南淇河的一种鲫鱼,由于其具有优良的经济性状而受到水产界的关注。与银鲫(Carassiusauratus gibelio)相似,淇鲫也以雌核发育(gynogenesis)的方式繁殖后代。在以淇鲫为母本,兴国红鲤(Cyprinuscarpio)为父本的“杂交”中,产生的子代绝大多数都呈现母本性状,但我们在其中偶尔发现一尾异常鱼:其体形似鲫鱼,但口角有须2对,显然是鲤鱼的特征。为了进一步确定其遗传组成,我们用4.5％聚丙烯酰胺凝胶平板电泳研究其乳酸脱氢酶(LDH)、苹果酸脱氢酶(MDH)、酯酶(EST)和肌蛋白(muscle protein),并与淇鲫和兴国红鲤的电泳图谱作了比较。     

蛋白磷酸酶-2Ac在不同倍性鱼6种组织中的分化表达模式

蛋白磷酸酶-2A是最重要的丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶之一,对于调控多细胞的生命活动起着非常重要的作用.以异源四倍体鲫鲤及其二倍体父/母本(湘江野鲤/红鲫)和子代三倍体湘云鲫等为实验材料,运用Westernblot技术及荧光免疫组织化学技术等实验手段,得到了Protein PJhosphatase-2A(PP2A)的催化亚基在上述不同倍性鱼体内6种不同组织的表达模式:Protein Phosphatase-2Ac(PP2Ac)在异源四倍体鲫鲤及其二倍体父/母本及子代三倍体湘云鲫不同组织中蛋白水平均有表达,而且出现了明显的种属特异性和组织特异性,如在大脑、肌肉、肝脏三组织中,三倍体湘云鲫中PP2Ae的表达相对最高.而在肾脏组织中,PP2Ac在异源四倍体鲫鲤中的表达水平最高,父本与三倍体湘云鲫中的表达比较相近,且最低;而在性腺组织中则是父本精巢中的表达最高;在心脏组织中,PP2Ae在母本红鲫中的表达相对较高.这种明显的种属之间组织特异性可能说明了子代与父母本之间的变异性.荧光免疫组化实验结果显示,从整体水平来看,4种不同鱼的同一组织中,PP2Ac的相对定位是非常相似的,这可能说明了异源四倍体鲫鲤与其二倍体父/母本及子代三倍体湘云鲫之间的遗传相似性.研究结果为进一步探索PP2Ac在脊椎动物不同组织中的功能提供了实验依据.     

三倍体湘云鲫2号线粒体DNA含量与其不育的相关性研究

三倍体湘云鲫2号是通过倍间杂交产生的一种多倍体鱼(红鲫(♀)×异源四倍体鲫鲤(♂)),因其不育性状,具有重要的生产和科研价值。有研究表明线粒体在动物育性的分子调控机制中扮演了重要角色,但在鱼类中尚没有相关的研究报道。利用本实验室特有遗传背景清晰的实验鱼品系(三倍体湘云鲫2号、二倍体红鲫、异源四倍体鲫鲤和同源三倍体鲫),通过荧光定量PCR技术对比分析了它们性腺中线粒体DNA的拷贝数,发现三倍体湘云鲫2号雄性个体精巢中mt DNA含量较正常水平高,雌性个体卵巢中mt DNA含量较正常水平低。实验首次从线粒体DNA含量影响生殖细胞发育的角度探索线粒体与三倍体湘云鲫2号不育的关系,为三倍体湘云鲫2号不育分子机制的研究提供了一些新的基础数据。     

二倍体鲫鲤F2产生不同倍性卵子的证据

在检测到鲫鲤F2产生3种不同大小(直径分别为0.13 cm,0.17cm和0.2 cm)类型的卵子基础上,进行了F2(♀)×红鲫(♂)及F2(♀)×四倍体鲫鲤(♂)的交配实验.通过染色体计数和流式细胞仪分析,在F2(♀)×红鲫(♂)后代中获得了四倍体、三倍体、二倍体鱼;在F2(♀)×四倍体鲫鲤(♂)后代中获得了四倍体和三倍体鱼.这两个交配组合后代中出现的不同倍性的鱼类为证明鲫鲤F2能产生三倍体、二倍体和单倍体卵子提供了进一步证据.F2(♀)×红鲫(♂)中雄性四倍体鱼的存在说明在四倍体后代中存在基因型为XXXY的个体.对上述两个交配组合后代的四倍体鱼和三倍体鱼的性腺结构观察表明四倍体鱼是可育的,而三倍体鱼是不育的.作者认为鲫鲤F2能够产生二倍体和三倍体卵子与核内复制机制和生殖细胞的融合有关.     

转青鱼生长激素基因异源四倍体鲫鲤

生态安全性是转基因鱼走向市场的瓶颈,通过转基因四倍体鱼同转基因二倍体鱼杂交获得不育的转基因三倍体鱼是解决该问题的有效途径之一.本研究构建了青鱼β-actin基因启动子和青鱼生长激素（GH）基因精确连接的＂全鱼＂基因pbcAbcGHc;并采用显微注射法将pbcAbcGHc导入异源四倍体鲫鲤受精卵.对照养殖结果表明,150日龄的转基因异源四倍体鲫鲤原代（P0）的体重及体长明显大于对照组.选择60尾P0代转基因异源四倍体鲫鲤,采用PCR方法检测出外源青鱼GH基因在P0代转基因四倍体尾鳍基因组DNA中的整合率为90%;对20尾雄性P0代转基因四倍体精液样本的PCR检测发现,13个样本具有外源青鱼GH基因的整合.在一尾生长速度显著的P0代转基因四倍体鲫鲤的肌肉、肝脏、肾脏和卵巢组织中可检测到外源青鱼GH基因的转录.本研究成功获得了具有明显生长优势的P0代转青鱼GH基因异源四倍体鲫鲤,为建立转青鱼GH基因异源四倍体鲫鲤纯系和研制不育的转基因三倍体鱼奠定了基础.     

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.