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团头鲂（Megalobrama amblycephala）属于鲤形目，鲤科，鱼自亚科，鲂属，又名武昌鱼，是我国一种特有的淡水养殖鱼类，由于其肉质鲜美、头小、含肉率高等优点，已被作为优良的草食性鱼类品种在全国范围内推广。团头鲂和其他大多数淡水鱼类如鲫（Carassius carassius）、草鱼（Ctenopharyngodon idella）、鲢（Hypophthalmichthys molitrix）等一样存在大量且形态复杂的肌间骨。肌间骨的存在严重阻碍了这些鱼类的深加工及食用价值。骨形态发生蛋白(Bone morphogenetic proteins，BMPs)是一类具有多功能的生长因子，参与各种生理过程，对骨和软骨形成具有重要的作用。 为了探索BMP家族基因在团头鲂肌间骨发生发育过程中的调控作用，本实验通过基因克隆方法获得了团头鲂9个BMP基因的cDNA全长，采用定量PCR方法检测这些基因在仔稚鱼肌间骨不同发育时期的表达变化及其在一龄与二龄鱼八个组织中的表达差异性，并进一步采用CRISPR/Cas9技术敲除斑马鱼bmp3基因以研究此基因对肌间骨发育的影响。主要研究内容如下: (1)使用同源克隆及RACE技术获得了9个BMP基因(bmp2a、bmp2b、bmp3、bmp4、bmp5、bmp7b、bmp8a、bmp14和bmp16)的cDNA全长，通过比较团头鲂BMP家族基因与Ensembl或者GenBank数据库中8种鱼类、8种非鱼类的BMP家族成员的氨基酸序列信息，构建系统进化树，结果表明:团头鲂与斑马鱼的亲缘关系最近，然后与其他硬骨鱼类聚为一支，与哺乳动物的亲缘关系较远，这样的进化关系符合传统形态学上各物种的分类地位，预示每个BMP基因的功能在整个进化过程中也是保守的。这些结果为BMPs在团头鲂肌间骨发生发育中发挥的作用提供了理论依据。 (2)为了确定9个BMP家族基因在鱼类不同组织生长发育中过程中可能所发挥的不同功能，本研究使用半定量PCR技术分析了BMP基因在一龄与二龄团头鲂组织分布情况。实验结果表明:大多数BMP基因在钙化组织肌间骨、肋骨和鳍条中观察到高表达，也进一步验证了BMP基因在鱼类骨代谢中的重要作用;bmp2a、bmp2b、bmp3、bmp4、bmp5、bmp8a、bmp14和bmp16mRNA在一龄幼鱼的肌间骨中表达最高，提示这些BMP基因在肌间骨生长和维持中起关键作用;bmp3具有广泛表达特性;除了bmp3，大多数BMP基因在一龄和二龄团头鲂中组织分布情况明显不同。 (3)为了探讨9个BMP基因对团头鲂肌间骨发育的调控作用，本研究使用荧光定量PCR(qRT-PCR)方法分析了BMP基因在四个肌间骨不同生长发育时期的表达模式，结果显示:在从Ⅰ期（肌间骨尚未出现）到Ⅳ期的骨化过程（具有成熟形态的肌间骨在尾部骨化完全）中，表达谱显示bmp16是最丰富的转录物，而bmp4具有最低丰度;bmp3、bmp4、bmp5和bmp8a的mRNA水平在Ⅱ期显著增加，表明它们在刺激肌间骨形成中的作用;bmp7b的表达在Ⅲ期（肌间骨发展的快速阶段）达到最高水平，提示bmp7b可能参与促进成骨细胞分化。除bmp7b和bmp16外，大多数BMP基因在肌间骨成熟阶段（Ⅳ期）出现显著增加，这意味着它们可能在维持IB形态发生中起重要作用。 (4)以斑马鱼作为实验材料，通过CRISPER/Cas9技术构建了两个bmp3敲除品系bmp3+14和bmp3-2，观察其肌间骨表型与野生斑马鱼的差异，探讨bmp3基因上下游调控基因的表达变化。茜素红骨骼染色结果表明，斑马鱼突变体未出现畸形表型，与野生型斑马鱼无明显差异，而且在肌间骨的数目和形态种类上也无差异;定量结果表明runx2a、osterix、smad4和smad8在突变体中的表达量显著高于野生斑马鱼，暗示bmp3的对骨形成的负调控作用;runx2b和ocn在突变体中的表达水平显著低于野生斑马鱼。