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硬骨鱼类的性别决定机制是多元化存在的。遗传性别决定(GSD: Genetic sexdetermination)系统通常存在于哺乳动物和一部分鱼类当中。斑马鱼在性腺发育过程中，在早期首先发育成卵巢样组织，该组织具有发育成精巢或卵巢的双向潜能，若这些卵巢样组织中的卵母细胞凋亡，则会发育成为精巢组织。但是，一些环境因子如温度，食物，低氧，外界激素水平等都会影响斑马鱼的性别发育，这种环境因子决定性别的方式被称之为环境性别决定(ESD: Enviromental sexdetermination)。一些转录表达遗传操作研究表明，某些基因如fancl, ftz-1和fst-1在性别决定通路上也有贡献。但总体而言，我们对斑马鱼性别决定机制的信息还是知之甚少。 Dead end(DND)，一个特异性地表达在原始生殖细胞(PGCs)中的生殖浆组分，已经被报道在原始生殖腺细胞的存活，迁移，稳定中起着重要的作用。如在早期胚胎中应用dead end特异性的吗菲林（morpholino，MO），进行早期DND的敲降，会导致生殖细胞的完全缺失，这将导致所有的突变体都发育成为不育的雄性。这表明了生殖细胞所携带的信号分子以及其与生殖腺体细胞间的信号交换在性别决定过程当中扮演着重要角色。在另一硬骨模式动物青鳉（Oryzias latipes）中，早期胚胎注射C-X-C趋化因子类型4（cxcr4）的MO，也会导致其生殖细胞的缺失，并使得突变青鳉也出现有雌性向雄性发生性逆转的现象，这些突变体有一个细管状样的性腺，雌激素水下下降，雄激素水平上升，并有一些雄性特异性的基因表达。 细菌硝基还原酶(Nitroreductase，NTR)是一种能将原本对真核细胞没有毒性的底物甲硝唑(Metronidazole，MTZ)转变成有毒性的产物，从而诱导真核细胞凋亡。用转基因技术，在组织特异性启动子的作用下，将NTR特异性的表达在斑马鱼组织中获得一种可诱导的化学毒性导致特异性细胞凋亡的斑马鱼转基因品系。为了探讨特异性诱导杀灭斑马鱼生殖细胞的方法，我们鉴定了一个有效的生殖细胞特异性的启动子dead end(dnd)，以期利用甲硝唑(MTZ)/硝基还原酶(NTR)系统诱导生殖细胞凋亡。 我们获得了几个稳定遗传的转基因品系（dnd-3UTR∶NTR-EGFP）和Tg（dnd+3UTR∶NTR-EGFP），通过比较内源性dnd和ntr-egfp转录本在转基因系各组织的表达情况，证明了我们截取的2032bp长的启动子足以精确模拟内源性dnd的表达并保证其特异的在转基因斑马鱼性腺中启动表达。然而，或许是由于我们所采用的dnd启动子在胚胎早期的启动强度不够，而在幼鱼和成年阶段的MTZ处理诱导细胞凋亡的能力不足以完全杀灭性腺组织中的生殖细胞，使我们始终无法获得由MTZ处理导致的完全败育的dnd∶NTR-EGFP转基因斑马鱼。然而，通过在不同发育时期的MTZ处理，我们的发现尽管无法彻底杀灭幼鱼体内的生殖细胞，但却显示随着MTZ处理强度的增加，转基因鱼生殖细胞所表达的荧光蛋白和其特异性分子标记表达渐弱，而此趋势与处理后的转基因群体中出现雄性个体比例的增加呈现显著的正相关性，当这些转基因鱼在18dpf时用5mM的MTZ处理20天后，所有的生殖细胞凋亡的转基因鱼都发育成为雄性，并伴有明显的受精能力下降。综上所述，我们目前的结果鉴定了一个有效的2032bp的启动子，并且提供了清楚的证据表明一定量生殖细胞衍生的信号是足以维持雌性斑马鱼性腺的发育。同时我们的模型也为研究斑马鱼的性别决定提供了一个特别的系统。然而，在我们的试验进行之中，Dranow et al.(2013)等采用nanos3突变体和ziwi∶CFP-NTR转基因斑马鱼，也证明了由MTZ-NTR体系在成年雌性斑马鱼中导致卵细胞凋亡可以使雌性斑马鱼发生性逆转为有功能的雄性。 鱼类的生长和生殖密切联系，育性控制可以减少生殖能量的分配，从而有可能培育出生长快速的品种。采用向斑马鱼胚胎注射dnd MO，导致生殖细胞完全缺失的斑马鱼的方式，可以获得生殖细胞完全被杀灭的雄性不育的成年斑马鱼。我们将在早期注射dnd MO+EGFP-dnd3UTR mRNA(dnd MO处理组)和对照EGFP-dnd3UTR mRNA等比例混合养殖于同一养殖缸里，并将其饲养至五月龄大。首先，通过比较分析发现没有生殖细胞的雄性斑马鱼的体重比有生殖细胞雄性斑马鱼的体重显著升高。其次，通过不育雄鱼和对照雄鱼精巢的比较转录组学分析，我们获得了一些差异表达基因，并发现一些特异在具有生殖细胞的斑马鱼精巢中表达的基因，为了研究这些基因的功能，我们从中选取了若干基因，正在通过TALENs等技术进行这些基因的敲除及后续的表型分析和功能学研究。