龟鳖类温度依赖型性别决定机制的研究进展

近几十年来,发现很多爬行动物具有温度依赖型性别决定机制(TSD),即性别分化取决于胚胎发育过程中温度敏感期(TSP)的环境温度高低.龟鳖类存在两种TSD模式,即低温产雄性、高温产雌性的TSD Ⅰ a,低温、高温均产雌性而中间温度产雄性的TSDⅡ.TSD机制在生理水平的作用机制主要受到性腺类固醇激素的控制,温度通过影响芳香化酶和5α-还原酶的活性控制雌、雄激素转化,进而决定了个体的性别分化.在分子水平的研究发现:Sf1、Mis、Sox9、Dax1、Wt1和Dmrt1等基因的表达受到温度的影响,参与了龟鳖类性别分化.介绍了关于TSD的进化意义提出的假说,有待进一步验证.     

温度依赖型性别决定在爬行动物中的研究进展

爬行动物性别决定方式主要有遗传依赖型性别决定(genetic sex determination,GSD)和环境依赖型性别决定(environmental sex determination,ESD),而ESD又以温度依赖型性别决定(temperature sex determination,TSD)为主。研究爬行动物TSD有助于人们弄清楚环境条件对物种表型的影响,从而更好地利用环境条件和遗传基础的共同机制来人为的改善或者诱导具TSD型物种的进化方向,以实现自然和人类的最大利益。该篇综述从母系活动、气候变化(全球气候变暖)、类固醇以及TSD机制四个方面总结了近年来关于爬行动物TSD的最新研究。     

爬行动物的温度依赖型性别决定

脊椎动物性别决定模式一直是进化生物学领域的热点问题,它对个体发育和自然种群性比组成都具有深刻的影响。性别决定模式根据主要成因可分为基因依赖型性别决定(GSD)和环境依赖型性别决定(ESD)2大类,其中温度依赖型性别决定(TSD)又是ESD中的主要性别决定模式。多数羊膜类脊椎动物具有稳定的GSD模式,而爬行动物的性别决定模式则丰富多样,即使是亲缘关系很近的物种也具有不同的模式。研究者们以爬行动物为模型动物开展了许多关于脊椎动物性别决定方面的工作。本文综述了近年来爬行动物TSD的最新研究进展,回顾了温度和性激素对TSD爬行类动物的影响及其进化适应意义,以及气候变化与TSD爬行类的关系,并提出了今后爬行动物TSD研究的重点。     

脊椎动物性别决定和分化的分子机制研究进展

哺乳类性别决定是多种转录因子和生长因子相继表达和相互调控的结果。SRY的表达启动雄性通路并诱导下游雄性特异基因SOX9、AMH等的表达。FOXL2在雌性未分化性腺表达,WNT-4和DAX1也在雌性性别决定或分化时期表达,表明雌性通路也是受特定基因调控的,而并非“默认通路”。鸟类的性别也是由遗传基因决定的,EFT1(雌性)和DMRT1(雄性)可能是性别决定候选基因。爬行类为温度性别决定的典型,温度可能通过调节雌激素水平和控制性别特异遗传基因表达决定性别。大部分两栖类性别受环境因素影响,但发现DMRT1和DAX1可能与其精巢发育有关。鱼类性别决定和分化方式差异很大,多种因素(遗传基因、环境因素、类固醇激素等)参与了这一过程。从青Q鳉Y染色体定位克隆的DMY,被认为是第一个非哺乳类脊椎动物雄性性别决定基因。所有这些表明脊椎动物性别决定和分化机制是多样化的。     

龟类温度依赖型性别决定的保护生物学意义

龟类的性别决定方式有基因型性别决定(GSD)和温度依赖型性别决定(TSD)两种类型许多龟类都为TSD型性别决定。研究龟类TSD不但在揭示动物性别决定的进化规律方面具有深远意义,而且在濒危物种保护方面也具有重要的应用价值主要对龟类TSD理论在保护生物学上的重要应用进行了介绍和探讨。     

爬行动物温度决定性别的现象与机制

性别决定是生物学的一个核心问题。性别决定模式依据决定因素可以分为基因型性别决定(GSD)和环境型性别决定(ESD)2类。温度依赖型性别决定(TSD)是一种特殊的ESD模式,胚胎性别是由发育过程中所经历的温度决定。简要评述了爬行动物TSD与GSD的关系、TSD的类型、TSD的生理和生态调控以及分子机制,归纳了TSD的各种适应性意义假说,并提出今后TSD研究的重点方向。     

高等植物的性别与性别决定机制

生物在进化过程中出现了性别,有性繁殖是真核生物繁殖的主要形式,并导致了大多数真核生物两性异型的进化。本简要介绍了植物的性多态现象及雌雄异株植物的性染色体,主要介绍了雌雄异株植物的性别决定系统的三种基本类型,并与动物的性别决定系统作了比较。     

爬行动物温度依赖性性别决定研究进展

综述了近年来爬行类温度依赖性性别决定的最新进展。回顾了爬行类TSD的特点,并从性激素方面和分子水平上探讨了TSD的可能机制。     

绿海龟稚龟性别鉴定及临界温度

通过组织形态学鉴定、羊水和血液中性激素测定等手段,对惠东港口海龟保护区不同恒温下孵化的绿海龟(Chelonia mydas)进行研究,寻求绿海龟稚龟性别鉴定的最佳方法。结果显示,(1)组织形态学,绿海龟性腺切片分皮层和髓质两部分,卵巢的皮层较厚、基质中有大小不一的未成熟卵细胞,髓质中空腔较少;睾丸的皮层较薄,髓质中空腔较多,呈现出显著的被基质包围的髓质索。(2)性激素测定,当雌二醇与睾酮含量之比E2∶T1.5时,孵出的稚龟为雄性(♂);当E2∶T1.5时,为雌性(♀)。(3)绿海龟性别决定的临界温度在29.4～29.5℃之间,此时孵出稚龟的性比约为1∶1。本文还讨论了各种不同性别鉴定方法的优劣和时期选择。     

孵化温度与性别对乌龟幼体大小和生长的影响

以温度依赖型性别决定(TSD)物种乌龟(Chinemys reevesii)为对象,应用17β-雌二醇和芳香化酶抑制剂Fadrozole处理26、28和30℃条件下孵化的卵,抑制孵化温度对后代性别的作用,获得性别逆转幼体。通过比较幼体形态、游泳能力和生长特征的孵化温度和性别间差异,检验TSD适应意义的Charnov-Bull假设。雌雄幼体的孵化期因孵化温度不同而不同,在26℃条件下,雄性幼体的孵化期长于雌性幼体,而在28和30℃条件下,孵化期则无两性差异。幼体大小与孵化温度和性别有关。低温幼体大于高温幼体,雌性幼体大于雄性幼体。幼体的游泳能力既不受孵化温度的影响,也无两性差异。幼体生长与孵化温度无关,但存在两性差异,雌体生长速度显著快于雄体。Charnov-Bull假设预测,TSD Ia型物种的高温雌体适合度应高于低温雌体,而高温雄体适合度则应低于低温雄体。研究结果与上述预测不符,故不支持该假设。     

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.     

中华鳖的性别决定

通过实验,进一步证实了某些环境因子,特别是孵化温度对未发现异形性染色体的爬行动物起决定性别作用的结合是正确的。在生产上为中华鳖的人工繁殖,获得理想性比的稚鳖的人工繁殖,获得理想性比的稚鳖,提供了科学依据。     

哺乳动物性别决定的分子要素

哺乳动物性别分化是由胚胎时期性腺分泌的激素控制,而在激素分泌前,ＸＸ和ＸＹ胎儿都具有牟勒氏管（Ｍüｌｅｒｉａｎｄｕｃｔ）,吴夫氏管（Ｗｏｉｆｉａｎｄｕｃｔ）两套生殖导管和未分化的性腺。牟勒氏管将来分化为输卵管,子宫等雌性生殖道,吴夫氏管则分化为输精管...     

被子植物雌雄异株性别决定与性别连锁标记

雌雄异株是雌雄性别分离的一种性系统,在被子植物中广泛分布。一般认为雌雄异株的性别决定受遗传、环境和激素三者的影响和调控。随着第二代测序技术和分子标记技术的发展,对于被子植物雌雄异株性别决定的研究已深入到基因水平。现从性别决定机制及性别连锁的分子标记对被子植物雌雄异株的研究进行总结,并对未来的研究方向进行了展望,以期为深入研究雌雄异株的遗传机制及系统发生奠定基础。     

膜翅目昆虫的性别决定机制

昆虫性别决定机制存在多样性和复杂性,其中膜翅目昆虫的性别决定由单双倍体决定,单倍体为雄性,二倍体为雌性。本文就膜翅目昆虫的性别决定模式和分子机制进行综述。膜翅目昆虫性别决定有6种模式,即互补性性别决定(complementary sex determination, CSD)、多位点互补性性别决定(multiple-locus CSD, ml-CSD)、基因组印记、母体效应、内共生体诱导产雌单性生殖、父本遗传基因组消除(paternal genome elimination, PGE)。其中,CSD机制是目前在膜翅目昆虫中普遍接受的性别决定模式。而蜜蜂的CSD性别决定机制是膜翅目昆虫性别决定模式中的典型代表,受csd→fem→dsx这一调控级联的控制。     

温度对黄喉拟水龟性别决定的影响

研究了不同孵育温度对黄喉拟水龟(MauremysmuticaCantor)性别决定的影响,同时分析了孵育温度对胚胎发育及成活率的影响。实验设置的3个孵化温度为(25±0.5)℃,(29±0.5)℃和(33±0.5)℃。每一温度指标下设置40枚受精卵。在实验温度内,胚胎的发育速度随着孵化温度的升高而加快,所用的孵育时间也越来越短。孵化累积温度CTUs在25℃时最高,在29℃时最低,而33℃时则居中,在25℃和29℃时,孵化成活率较高,均达到97.5%。在33℃时孵化成活率只有67.5%,而在孵出的稚龟中亦有一定数量的畸形龟,累积孵化温度也高于29℃时的CTUs,说明33℃的孵育温度对胚胎发育有不利影响,预示33℃已临近其胚胎发育的存活阈(Survivalthreshold)。在25℃时,雄性子代占优势,雌性率为23.7%;在33℃时,雌性子代占绝对优势,雌性率为94.7%;在29℃时,性比达到平衡,雌性率为50%。经X2检验,在25℃及33℃时的性比与依赖概率估计的性比(1∶1)有极显著的差异(p<0.005),这种显著的偏离说明黄喉拟水龟的性别决定属于TSD机制,而且可能属于其中的TSDⅠ型,即高温产生雌性子代,低温产生雄性子代。而29℃可能是黄喉拟水龟性别决定的临界温度。     

哺乳动物性别决定及其机制的研究

哺乳动物的性别决定与性别分化是在以SRY基因为主,SOX基因、DAX-1等众多基因的参与下实现的。哺乳动物性别决定的研究涉及到三个方面的内容:性别决定机制、性别决定进化和物种间性别决定差异。性别决定的进化和物种间性别决定的差异对性别决定机制的研究提供了重要的线索。     

黄瓜性别决定相关基因和性别表达机制

介绍黄瓜的性别决定相关基因,黄瓜性别决定的假说和性别决定的分子机制的研究进展.     

性别决定基因

在个体发育过程中,动物的种类不同,性别决定的方式亦有差异。这取决于胚胎早期不同的性别初级信号对性别决定基因的启动和活化,活化的性别决定基因启动性别分化基因的表达,使个体的性别表现出来。本文略述与线虫、果蝇等的性别决定有关的基因。线虫(Caenorhabditis elegans)体长约1mm,雌雄同体,自体受精。有两条 X 染色体(XX);XO型线虫为雄性。线虫(C.elegans)性别决定的初级信号是 X 染色体与常染色体的比率(X∶     

银杏性别相关分子标记

利用RAPD技术寻找银杏(Ginkgo biloba L.)中与性别相关的分子标记。筛选了1200个10bp的随机引物,产生了8372个RAPD条带。只有S1478产生一条大小为682bp、雄性特异的分子标记,该分子标记被命名为S1478—682,出现在所有雄性植株中,而所有雌性植株都不具有该分子标记。通过在北京和沈阳种植的银杏植株的RAPD推广验证,说明该分子标记可以用来检测银杏植株的性别。