硬骨鱼类性别决定与分化相关基因研究进展

鱼类是脊椎动物中最低等但分布最广、种类最多的一类生物.与高等脊椎动物不同,鱼类的性别决定除了受遗传因素的影响,外界环境(激素水平、温度、盐度、氧气等)和自身内分泌调节也发挥了重要作用,因而其性别决定与分化机制极其复杂.尽管如此,遗传因素仍然是鱼类性别决定与分化的关键因素.本文通过对影响硬骨鱼类性别决定及分化的遗传因素(包括sox,dmrt1,amh,gsdf,cyp19a1a,foxl2等性别决定及分化相关基因和Rspo1/Wnt/β-catenin信号通路)的研究动态与进展进行综述,为更深入的探索鱼类性别决定与分化机制提供参考.     

虾蟹动物性别决定和分化机制研究现状与展望

性别决定和分化是有性生殖生物雌雄性别形成的两个阶段,其中虾蟹动物的性别决定和分化涉及遗传、发育和进化等多个领域的科学问题.部分虾蟹动物雌雄个体之间在生长速度、个体大小、品质等经济性状方面表现出明显的差异.因此,探究虾蟹动物的性别决定和分化机制,不仅有助于丰富甲壳动物性别决定的基础理论知识,同时还可以指导经济虾蟹动物单性育种和养殖技术研发,促进水产养殖业发展.本文结合他人和本实验室工作,梳理了虾蟹动物相关研究成果,对性别决定和分化机制进行了综述.最后,对未来的研究方向和重点进行了展望.     

鱼类性别决定及其机制的研究进展

在脊椎动物中 ,鱼类是性别决定方式最为多样的一个类群 .与高等脊椎动物一样 ,鱼类性别决定的基础仍然是遗传基因 ,但不同的是在许多鱼类 ,决定性别的基因并不明显地集中于性染色体上 ,常染色体上的基因更多地参与到性别决定中 .另外 ,在发育早期 ,鱼类的性别更明显地表现为双向潜力 :某些外部环境因素能在不同程度上影响鱼类的性别分化 ,从而使鱼类性别决定机制益显复杂 .     

非哺乳类脊椎动物性别决定的研究进展

本文介绍了非哺乳脊椎动物的性别决定机制,它是多种转录因子和生长因子相继表达和相互调控的结果.鸟类的性别是由遗传基因决定的.爬行类为温度性别决定的典型.大部分两栖类动物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,多种因素参与了这一过程.     

鱼类的性别控制

鱼类性别控制对于提高鱼类的养殖效益具有十分明显的应用价值。因为许多鱼类雌雄个体之间的经济性状存在着明显的差异（如生长率、个体大小等），大多数鱼类性成熟后生长速度会减慢，自然生殖活动还带来生长的停滞，体组织可食部分减少。因而选择具有最佳生长性能的性别进行单性养殖，对于提高养殖对象的生长量和经验价值具有重要意义；培养性腺不发育的中性鱼，对于消除性腺成熟所带来的不利影响，也能大大提高鱼类的养殖效益。另外，鱼类性别控制的研究，对阐明鱼类性别分化和性别决定机制等理论问题，也是非常有用的。鉴于这些原因，国内…     

尼罗罗非鱼雌性性腺关键LncRNA的鉴定和表达分析

生殖细胞的分化与发育是硬骨鱼类性别分化的重要环节,并受到遗传和环境2个因素的影响.为研究LncRNA在硬骨鱼类卵母细胞发育以及性别分化中的作用,课题组通过转录组测序获得了尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)雌、雄性腺中呈现差异表达的LncRNA,并选取LncRNA(TCONS_02477925)开展研究.发现该LncRNA具有2个外显子,属于典型的基因间LncRNA(Intergenic LncRNA),转录本全长1 537 nt,基因组定位于19号连锁群(Linkage Group 19,LG19)上,并且该基因在卵巢的表达水平显著高于精巢.荧光原位杂交结果表明,该LncRNA主要表达在I和II时相的卵母细胞的细胞质中.转录组测序结果及生物信息学分析发现,qrsl1和rtn4ip1可能是该LncRNA的cis靶基因,并且2个靶基因在卵巢中表达丰度较高.因此,本研究表明该LncRNA在罗非鱼卵母细胞发育和性别分化中可能有重要的作用.     

鱼类体色相关功能基因的研究进展

鱼类表皮色素形成复杂,涉及一系列基因表达调控、基因编码酶催化及细胞因子等参与。为了解鱼类体色形成的相关机制,本文综述了色素合成通路中重要色素——黑色素形成的分子机制,并对鱼类体色相关基因中的酪氨酸酶相关蛋白1基因(tyrosinase-related protein gene 1, TYR1)、性别决定区基因(sex determining regionY-box10,SOX10)、多巴素异构酶基因(dopachrometautomerase,DCT)、黑皮质素受体-1基因(melanocortin 1 receptor, MC1R)和鼠灰色基因(Agouti)的研究进展概括。对于鱼类遗传、系统发育及分子进化等领域的研究具有重要意义,为体色形成机制提供理论参考和借鉴,并展望了今后对鱼类体色形成机制研究的新方向。     

鲤鱼中5个Sox基因保守区的克隆和比较

SRY/Sry基因已被公认为是哺乳动物的睾丸决定因子(TestisDeterminingFactor,TDF)基因,它的正确的时空表达是雄性生殖腺形成的关键,即导致哺乳动物胚胎性别决定的开关基因.作为一个大基因家族的首位成员,它的发现诱发了Sox基因家族的研究热潮.Sox基因家族是在动物中发现的一类新的编码转录因子的基因家族,其产物具有一个HMG基序保守区,参与诸如性别决定、骨组织的发育、血细胞生成过程、神经系统的发育、晶状体的发育等多种早期胚胎发育过程.鱼类是脊椎动物中进化地位较低的一类生物,除了个别种类出现了与性别相关的染色体外,绝大多数都无异形性染色体,说明了鱼类正处于性别染色体进化的重要时刻.研究鱼类中的Sox基因对于研究SRY的发生、性别染色体的进化以及性别的决定机制有着重要的意义.本实验利用兼并引物PCR的方法,参照Sox基因的HMG-box区氨基酸序列设计简并引物,对鲤鱼(Cyrinuscarpio)的基因组进行扩增,获得5个新的基因片段.经过在Genbank中进行同源性比较和分析,证明它们是鲤鱼的Sox基因并分别命名为CcSox3、CcSox4、CcSox11、CcSox14、CcSox21.与鲤鱼中的这些Sox基因具有最高同源性的基因分别是OlSox3,同源性为94.03%;CvSox4基因,同源性为88.06%;DrSox11基因,同源性为97.01%;MmSox14和HsSox14基?     

RNA结合蛋白hnRNPK与miRNAs互作调控猪骨骼肌卫星细胞分化与骨骼肌发育的分子机理

正我校生命科学学院徐永杰博士2019年获批国家自然科学基金面上项目:RNA结合蛋白hnRNPK与miRNAs互作调控猪骨骼肌卫星细胞分化与骨骼肌发育的分子机理,项目批准号:31972537.猪肉是我国最主要的动物型蛋白食物,生产和消费量占全球的一半以上,使得猪肉产量和品质的遗传改良成了我国育种工作者最为关注的问题.猪肉相关的宏观性状,如生长速度、猪肉品质等最终由成肌细胞增殖或分化相关基因的功能所决定,深入挖掘这些基因的表达调控机制,对阐明影响猪肉生长速度、     

鱼类LC-PUFA合成代谢调控机制研究进展

鱼类是人体获取优质蛋白、特别是LC-PUFA的主要食物来源,人类对水产品需求的增加将主要依赖于水产养殖.然而,鱼油资源短缺、价格昂贵严重制约水产养殖业的可持续发展.弄清鱼类LC-PUFA合成代谢的调控机制,有助于解决在水产饲料中利用植物油替代鱼油存在的不良效果问题,降低或摆脱水产养殖对鱼油的依赖.本文主要从转录水平、转录后水平、表观遗传水平等方面,对鱼类LC-PUFA合成代谢调控机制方面的研究进展进行综述,以期为该领域的研究工作者提供参考.     

阿特拉津对泥鳅性腺及性别分化相关基因的影响

以泥鳅为材料,首先确定了阿特拉津对泥鳅的急性毒性.在此基础上采用组织学切片和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)的方法研究了阿特拉津长期处理对泥鳅性腺形态和性别分化相关基因表达模式的影响,以期准确评估阿特拉津的环境毒性和对水生生物生殖发育的作用.结果表明:阿特拉津对泥鳅的24h、48h、96h的半数致死浓度(LC50)分别为31.60mg/L、26.82mg/L、18.98mg/L,安全质量浓度(SC)为5.8mg/L.随着阿特拉津浓度的增加和处理时间的延长,泥鳅的死亡率明显的升高.通过组织学研究发现高浓度的阿特拉津(2.68 mg/L)处理泥鳅21d能够抑制泥鳅精巢精子的发生,促进卵巢细胞的发育.同时qRT-PCR结果显示:与对照组相比不同剂量的阿特拉津(2.68mg/L,0.268mg/L,0.0268mg/L)能够显著的诱导细胞色素P450芳香化酶基因(cyp19a),类固醇生成因子(sf1)的表达,对抗缪勒氏管激素(amh)有显著的抑制效应.因此,阿特拉津对泥鳅有明显的外源雌激素效应;通过干扰类固醇激素合成基因的表达影响生殖细胞的生成;也通过某种未知的机制干扰性别分化上游基因的表达,从而影响性腺分化.     

转录因子GATA-1在造血系统中的作用(综述)

转录因子GATA-1为正常红细胞发育和分化成熟所必需。GATA-1的表达严格限制于造血细胞系,主要调控红系的增殖和分化,对巨核系、肥大细胞系及嗜酸性粒细胞系也起一定的作用。GATA-1参与自身启动子的正调节,而且GATA-1和PU.1可以通过交互作用抑制各自的功能;GATA-1与红系Kr櫣ppel样因子(EKLF)、FKLF-2、SCL、生长因子骨形态生成蛋白(BMP-4)及其他GATA转录因子之间存在相互调控作用。GATA-1可在急性非淋巴细胞性白血病等多种类型白血病中表达,它的表达还可影响急性髓性白血病的预后。GATA-1还与遗传性球形红细胞增多症、伴有严重贫血的多发性骨髓瘤的发病机制有关。     

采用图像信息学方法研究三维支架中细胞的信号通路

通过慢病毒介导的短发夹RNA对成纤维细胞的转化生长因子β(TGF-β)信号通路进行干扰,采用双光子荧光显微成像技术并结合基于细胞-细胞外基质三维系统的图像信息学方法,研究了植于多孔胶原蛋白支架中成纤维细胞分化过程的TGF-β信号通路.结果表明,在介导成纤维细胞分化的过程中,生长因子TGF-β1比TGF-β3发挥的作用更大,在TGF-β1介导的成纤维细胞分化过程中,蛋白SMAD1和SMAD3通过不同方式也发挥了重要作用.所得结果与通过生化或遗传学方法的结果相吻合.     

基于三因素的远程身份认证系统安全威胁研究

三因素(密码、智能卡、生物特征)身份认证是目前身份认证领域研究热点.三因素身份认证面临来自客户端、网络、服务器端等多个环节的安全威胁,只有理清可能面临的安全威胁才能设计符合要求的安全高效身份认证协议.通过总结分析国内外相关文献后总结出基于三因素身份认证协议面临的安全威胁和需要实现目标,为下一步实现安全高效的基于三因素身份认证方案提供基础.     

Molecular evolution of connective tissue growth factor in Cyprinidae （Teleostei： Cypriniformes）

Connective tissue growth factor （CTGF） plays an important role in regulation of cell growth, differentiation, apoptosis and individual development in animals. The study of sequences variation and molecular evolution of CTGF gene across various species of the cyprinid could be helpful for understanding of speciation and gene divergence in this kind of fish. In this study, 19 novel sequences of CTGF gene were obtained from the representative species of the family Cyprinidae using PCR amplification, cloning and sequencing. Phylogenetic relationships of Cyprinidae were reconstructed by neighbor-joining （NJ）, maximum parsimony （MP）, maximum likelihood （ML） and Bayesian method. Oryzias latipes from the family Cyprinodontidae was assigned to be the outgroup taxon. Leuciscini and Barbini were clustered into the monophyletic lineages, respectively, with the high nodal supports. The estimation of the ratio of non-synonymous to synonymous substitution （dN/dS） for the various branches indicated that there stood the different evolution rates between the Leuciscini and the Barbini. With the ratio of dN/dS of the Leuciscini being lower than that of the Barbini, species within the Barbini were demonstrated to be subjected to the relatively less selection pressure and under the relaxable evolution background. A 6 bp indel （insertion/deletion） was found at the 5＇ end of CTGF gene of Cyprinidae, and this 6 bp deletion only appeared in the Leuciscini, which is a typical characteristic of the Leuciscini and provides evidence for the monophylogeny of the Leuciscini. For the amino acid sequences of CTGF protein, the most variations and indels were distributed in the signal region and IGFBP region of this protein, implying that these variations were correlated with the regulation of the CTGF gene expression and protein activity.     

Molecular evolution of connective tissue growth factor in Cyprinidae (Teleostei: Cypriniformes)

Connective tissue growth factor (CTGF) plays an important role in regulation of cell growth, differentiation, apoptosis and individual development in animals. The study of sequences variation and molecular evolution of CTGF gene across various species of the cyprinid could be helpful for understanding of speciation and gene divergence in this kind of fish. In this study, 19 novel sequences of CTGF gene were obtained from the representative species of the family Cyprinidae using PCR amplification, cloning and sequencing. Phylogenetic relationships of Cyprinidae were reconstructed by neighbor-joining (NJ), maximum parsimony (MP), maximum likelihood (ML) and Bayesian method. Oryzias latipes from the family Cyprinodontidae was assigned to be the outgroup taxon. Leuciscini and Barbini were clustered into the monophyletic lineages respectively with the high nodal supports. The estimation of the ratio of nonsynonymous to synonymous substitution (dN/dS) for the various branches indicated that there stood the different evolution rates between the Leuciscini and the Barbini. With the ratio of dN/dS of the Leuciscini being lower than that of the Barbini, species within the Barbini were demonstrated to be subjected to the relatively less selection pressure and under the relaxable evolution background. A 6 bp indel (insertion/deletion) was found at the 5' end of CTGF gene of Cyprinidae, and this 6 bp deletion only appeared in the Leuciscini, which is a typical characteristic of the Leuciscini and provides evidence for the monophylogeny of the Leuciscini. For the amino acid sequences of CTGF protein, the most variations and Indels were distributed in the signal region and IGFBP region of this protein, implying that these variations were correlated with the regulation of the CTGF gene expression and protein activity.     

沙蚕类性信息素研究进展

沙蚕作为多毛类重要的经济种类,在生态环境和水产养殖业中都占有重要地位。沙蚕的特殊繁殖习性决定其在性信息素(sex pheromone)的化学本质以及交流过程的特殊性。例如利用多肽和嘌呤等作为性信息素,明显区别于脊椎动物,从而为其作为无脊椎动物基础研究的模式生物增添新的研究方向,本文综述沙蚕类性信息素研究现状,并对其未来的研究方向进行展望,为国内开展沙蚕大规模人工繁育和养殖提供一定的理论基础。     

Progress in studies of fish reproductive development regulation

Mechanisms of the animal reproductive development are an important research field in life sciences.The study of the reproductive development and regulatory mechanisms in fishes is important for elucidating the mechanisms of animal reproduction.This paper summarizes recent advances in the mechanisms of fish sex determination and differentiation,of fish gonad development and maturation,and of fish germ cell development,as well as the according regulating strategies.Fishes comprise an evolutionary stage that links invertebrates and higher vertebrates.They include diversiform species,and almost all vertebrate types of reproduction have been found in fishes.All these will lead to important advances in the regulatory mechanisms of animal reproduction by using fishes as model organisms.It will also enable novel fish breeding techniques when new controllable on-off strategies of reproduction and/or sex in fishes have been developed.     

鱼类促性腺激素研究进展

在脑-垂体-性腺轴中,促性腺激素（Gonadotropic hormone ,GtH）是一种重要的激素,对鱼类性腺的发育和成熟以及生殖细胞的发生、发育、成熟及排放都有重要的调节作用,新近的研究还表明,GtH可能对鱼类性别分化产生影响.本文综述了鱼类具有两种GtH和两种GtH细胞以及GtH的功能及其分泌调控等方面的研究进展.