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催乳素(prolactin，PRL)在进化过程中首次出现于鱼类等低等脊椎动物中，在鸟类和哺乳动物中，PRL最突出的作用是促进乳汁分泌，而在各类动物中，PRL是目前被报道的功能最多的垂体激素，涉及调控生长、发育、繁殖、泌乳、代谢、免疫以及渗透压平衡调控等多个方面。 渗透压调节是鱼类适应水环境的必须具备的能力，为了适应不同的盐度水体，鱼类需要采用排盐保水或保盐排水的等不同的渗透压调控机制。在鱼类中，破坏了垂体后的青鲻只有在注入PRL后才能在淡水中存活，因此PRL也被认为是淡水适应因子，从而提出PRL在鱼类渗透压调控中的重要作用。 我们通过Talens靶向敲除技术，获得了2个prl基因移码突变的斑马鱼品系。在系统水(盐度为175mg/mL)中，所有纯合子prl-/-斑马鱼死亡于6-16 dpf(day postfertilization，dpf)。纯合子prl-/-斑马鱼在盐度较低的卵水中(60gm/mL)培育至7-8dpf，可见有严重的心包和卵黄囊积水。离子浓度测定结果显示prl-/-斑马鱼体内的Na+、K+和Cl-显著低于对照组，而Mg2+和Ca2+离子没有显著差别(6 dpf)。通过对离子通道的检测，我们发现prl-/-斑马鱼鳃上的slc12a10.2（也称ncc，吸收Na+和Cl-）以及肾脏的slc12a3(吸收Na+、K+和Cl-)，nhe3b(Na+-H+交换泵，吸收Na+，排出H+)，atp1a1a.5(也称NKA.5，Na+-K+-ATPase组成亚基α，5)的mRNA水平显著下降。而当prl-/-斑马鱼在添加了5 g海盐的卵水(5060mg/mL)和系统水(5175mg/mL)中进行培育，能够正常的生长和发育直至成年，并能够性成熟并繁殖后代，完成整个生长周期。生长至成年的prl-/-斑马鱼仍然离不开高盐度的水体，转入普通系统水后第4天开始死亡，存活不超过7天。我们的实验清楚地表明斑马鱼PRL的通过正向调控离子通道的表达，以维持体内正常的Na+，K+和Cl-的浓度。在我们的研究中，prl-/-斑马鱼的基本生理活动在整个生命周期中与同样处于半咸水状态中的野生型斑马鱼没有显著差别。因此，在通过基因打靶操作而构建的PRL缺失的低等脊椎动物斑马鱼的模型基础上，我们的研究首次清楚地表明了在进化早期出现于低等脊椎动物的PRL，其最基本的功能是调控离子吸收以维持体内的离子需求。 另外，我们通过Cas9靶向敲除技术，获得了PRL下游离子通道包括slc12a10.2，slc12a3和nhe3b的斑马鱼敲除品系。其中slc12a10.2敲除的纯合子斑马鱼，从9dpf开始死亡，存活不超过18 dpf。在5dpf时期，slc12a10.2-/-斑马鱼的prl mRNA表达水平显著升高，而在8dpf时，slc12a10.2-/-斑马鱼体内Cl-浓度显著低于对照组，说明slc12a10.2确实为受prl调控的下游基因，slc12a10.2-/-斑马鱼的表型出现得比prl-/-斑马鱼晚，表明PRL不仅仅调控slc12a10.2还调控其他的离子通道。而slc12a3-/-斑马鱼和nhe3b-/-斑马鱼在普通的系统水中没有显著的渗透压失衡缺陷，但是降低培养水的离子浓度至卵水离子浓度的1/20时，slc12a3-/-斑马鱼和nhe3b-/-斑马鱼在5 dpf出现心包和卵黄囊积水的比例显著高于对照组，说明slc12a3和nhe3b对防止离子流失具有一定的作用。我们的实验证明PRL对淡水适应的调控是通过多基因调控实现的。 另一方面，在实验室群体中，我们发现了一种自然突变导致侏儒症的斑马鱼品系，它的体长显著短于正常的野生型斑马鱼，而体厚和体高均有所增加，体型呈现“短胖”特征。通过遗传杂交实验，验证了侏儒症斑马鱼的遗传规律为隐性纯合致畸。通过对其骨骼形态和发育进程的观察，发现侏儒症斑马鱼的骨骼形态和基本结构元件及组成大致正常，骨骼硬化的发育进程也与野生型一致，但是侏儒症斑马鱼脊椎骨的每一节脊椎骨要短于野生型，说明侏儒症斑马鱼的骨骼延长受到了影响。而通过尼罗红对脂肪组织进行染色观察，发现侏儒症斑马鱼的脂肪并没有增加，脂肪组织更加致密，脂肪细胞体积比野生型小。其侏儒症体型是因为肌肉组织和内脏器官的纵向延伸空间受到抑制，从而转向横向发展导致的。我们通过类似BSA(bulked segregant analysis)的方案进行了全基因组重测序的分析，将突变基因定位在12号染色体。