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银鲫因具有独特的三倍体遗传背景及雌核发育和两性生殖两种生殖方式,在生殖调控,生殖进化研究中占据重要地位。为了研究银鲫生殖细胞的起源、生殖质的特化,我们克隆鉴定了生殖细胞标记基因Dazl的同源基因,命名为CagDazl。通过对CagDazl cDNA及其所在的BAC克隆序列的生物信息学和比较基因组分析,发现各物种特别是鱼类的Dazl基因具有保守的基因组结构,并且DAZ家族基因与其附近的一批基因具有保守的共线性关系。然后,我们制备了CagDazl特异的多克隆抗体,通过RT-PCR和Western blot分析,证明CagDazl特异表达于性腺组织精巢和卵巢中。我们追踪了CagDazl基因在雌核发育银鲫生殖细胞的整个生命周期中的动态变化:卵巢原位杂交和免疫组化分析显示,CagDazl RNA和蛋白都特异表达于卵巢生殖细胞并且在卵子发生中的各期卵母细胞中呈相同的变化动态;进一步通过CagDazl蛋白和线粒体的共定位揭示,在银鲫中存在METRO途径,而CagDazl RNA和蛋白是在卵子发生过程中经METRO途径迁移的生殖质成分。
在成熟卵子中,CagDazl蛋白集中在植物极的薄层中;当卵子受异源精子如红鲤精子的刺激而开始雌核发育,CagDazl蛋白从植物极经卵黄间胞质流迁移到动物极分裂球;至桑椹胚期,CagDazl蛋白全部迁移到分裂球中并呈均匀分布;随着原始生殖细胞的形成和迁移,CagDazl蛋白集中到PGC中并维持其在生殖细胞的特异表达;随着生殖细胞的增殖和分化,CagDazl蛋白在幼鱼性腺的卵原细胞和早期卵母细胞中丰富表达。因此,CagDazl在生殖细胞发育和生殖质特化过程中持续存在并呈动态变化,可以作为标记基因用于雌核发育银鲫生殖细胞和生殖质的相关研究,为银鲫生殖细胞特化、生殖细胞发育相关研究奠定了基础。同时,我们首次在雌核发育银鲫中发现:CagDazl蛋白定位于生殖质中并在所有发育阶段生殖细胞中连续动态的表达,这与已有的在两性生殖物种中Dazl蛋白的报道不同,暗示该基因在生殖进化中可能扮演着某种重要角色。
银鲫的两性生殖产生约5-20%的雄性个体,这远远低于正常两性生殖鱼类中的50%。为探究这些雄鱼性别分化是否和正常两性生殖鱼类相同,我们以CagVasa蛋白作为生殖细胞的标记分子,运用免疫组化方法追踪了雌核发育和两性生殖组合个体在性别分化过程中生殖细胞的动态变化。结果显示:和斑马鱼中情况相似,银鲫雄鱼性腺分化经历幼鱼雌雄同体阶段,并且雌鱼分化早于雄鱼。