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人工雌核发育是一种高效的性别控制育种方式,结合性反转技术可以使获得的后代为全雌鱼苗。本研究利用金鱼(Carassius auratus)进行了人工雌核发育的初探,旨在掌握金鱼雌核发育过程中的关键技术,之后用甲基睾酮浸浴使其性逆转。同时分析Cyp19a、Dmrt2a、Dmrt2b基因在金鱼中的表达情况,并克隆获得Cyp19a基因全长和Dmrt2a的cDNA全长,为从分子水平上调控金鱼性别分化提供理论基础。论文包括以下三部分内容:1.本文以Hank’s液稀释健康五花金鱼精液,紫外线照射方式进行精子灭活处理,紫外线强度为30mJ/cm2,照射时间为3min。取健康红珍珠金鱼300余粒卵子人工受精。之后采用冷应激的方法对染色体加倍处理,处理条件为0℃冷应激45min。试验过程中设置了一个单倍体对照组,即精子经过相同强度和时间的紫外处理,但之后不经过冷应激。孵化过程中观察雌核发育二倍体金鱼胚胎和仔鱼的发育,与正常金鱼无异,而单倍体对照组个体出现了单倍体综合症。将雌核发育二倍体胚胎进行细胞培养,然后分析核型,确定其染色体数目为2n=100。最后孵出仔鱼49条,根据验证结果,初步确定试验中所使用的紫外照射和冷应激条件是合适的。2.通过3’ RACE PCR方法扩增获得Cyp19a基因的3非编码区序列,获得cDNA全长1,557bp。之后通过梯度PCR得到Cyp19a基因内含子序列;采用基因组步移法的获得5’端调控区序列,拼接得到Cyp19a基因DNA全长共6,905bp,包括9个外显子和8个内含子(GenBank登录号No. FJ601913.1)。在金鱼Cyp19a基因2000bp的5’端序列内,位于该序列-48bp处存在一个TATA框,位于-76bp处存在一个CAAT框,在线软件预测金鱼Cyp19a基因5’端区域存在一些保守的调控因子,如甾类生成因子1基因(SF1)识别位点,雌激素受体(ER),SOX-5,SOX-17,叉头框(FORKHEAD)等转录因子结合位点。为了验证金鱼Cyp19a基因5’端调控区启动子活性,将Cyp19a基因5’端调控区插入到启动子缺失的增强型绿色荧光蛋白表达载体pEGFP-1中,之后将重组的载体转染到293T细胞中进行瞬时表达,在荧光倒置显微镜下可以检测到绿色荧光信号,表明克隆得到的金鱼Cyp19a基因5’端调控区具有启动子活性。荧光定量分析显示,Cyp19a主要在卵巢中表达,在脑中的表达量较低,卵巢中的表达量是脑中的5倍,而在其他的组织中表达量更低。比较不同发育时期的相对表达量,Cyp19a在仔鱼孵化后的表达量一直很低,在孵化后26天得时候表达量显著升高,而在经过甲基睾酮浸浴处理的26天龄的仔鱼体内Cyp19a没有显著升高。免疫组化结果显示,Cyp19a存在于成鱼卵巢结缔组织的间质细胞中,以及孵化后48天龄的仔鱼卵巢中。成鱼的精巢和低于48天龄的仔鱼中没有免疫阳性反应。3.采用荧光定量PCR技术检测了Dmrt2基因的两个亚型Dmrt2a和Dmrt2b在金鱼不同发育时期以及不同组织中的表达情况,用RACE技术克隆得到金鱼Dmrt2acDNA序列的全长为1755bp,5’和3’非编码区长分别为188bp和67bp,推测的开放阅读框可编码499个氨基酸的多肽。分子系统进化分析表明金鱼Dmrt2a与其它鱼类Dmrt2a基因聚成一支,与斑马鱼(Danio rerio)、红鳍东方鲀(Takifugurubripes)、青鳉(Oryzias latipes)、罗非鱼(Oreochromis Niloticus)Dmrt2a的同源性分别为85%、61%、58%、58%。荧光定量PCR结果揭示,Dmrt2a在精巢中表达量最高,在卵巢中次之,而Dmrt2b在卵巢中表达量最高,在精巢中次之,二者在肾脏、消化道、肝脏、心脏和脑中都有表达,但表达量低;不同发育时期胚胎和仔鱼的Dmrt2a和Dmrt2b表达量差异很大,Dmrt2a在受精后24h达到最高值,之后表达量降低,而Dmrt2b在孵化后仔鱼中表达量显著增加。