【摘 要】
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红条鞭腕虾（Lysmatavittata）隶属鞭腕虾属,其性腺为精卵巢,个体的精巢先发育成熟,在此后的卵巢发育过程中,精巢仍然保有雄性功能,性别模式为特殊的雄性先熟的真雌雄同体（protandric simultaneous hermaphroditism,PSH）。性腺抑制激素（gonad-inhibiting hormone,GIH）在甲壳动物的生殖过程中起着重要调节作用,它不仅能抑制卵巢发育
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红条鞭腕虾（Lysmatavittata）隶属鞭腕虾属,其性腺为精卵巢,个体的精巢先发育成熟,在此后的卵巢发育过程中,精巢仍然保有雄性功能,性别模式为特殊的雄性先熟的真雌雄同体（protandric simultaneous hermaphroditism,PSH）。性腺抑制激素（gonad-inhibiting hormone,GIH）在甲壳动物的生殖过程中起着重要调节作用,它不仅能抑制卵巢发育,同时能通过调控促雄腺而间接抑制精巢发育。在本研究中,我们从红条鞭腕虾转录组数据库中筛选得到GIH1（Lv-GIH1）序列。通过基因克隆技术获得Lv-GIH1 cDNA全长;检测其在不同组织和性腺发育过程的表达情况;并通过在体实验和离体实验探究其对性腺发育和第二性征发育的调控作用。主要结果如下:1)Lv-GIH1序列全长 1238-bp,5’-UTR 为 233-bp,3’-UTR 为 666-bp,开放阅读框（Open reading frame,ORF）为339-bp,编码一个由112-aa组成的前体肽。该前体激素含有29-aa组成的信号肽和83-aa组成的成熟肽。序列分析表明Lv-GIH1的cDNA序列特征和特异性的功能位点与其它甲壳动物具有高度的一致性。此外,序列多重比对和系统进化树分析也证实了 Lv-GIH1与其它甲壳动物GIH的高度同源性。RT-PCR结果显示,Lv-GIH1仅在眼柄神经节中特异表达;qRT-PCR结果表明,Lv-GIH1在性腺发育Ⅰ期的表达量最低,随后在性腺发育Ⅱ和Ⅲ期显著上调,在Ⅳ期又显著下调至Ⅰ期的水平。2)通过原核表达并纯化Lv-GIH1重组蛋白（rGIH1）,在体外培养实验中,发现rGIH1添加浓度为10-7M时肝胰腺中卵黄蛋白原（vitellogenin,Vg）基因表达量显著下调。短期注射GIH1-dsRNA后,眼柄神经节中Lv-GIH1表达降低的同时肝胰腺中Lv-Vg表达上调。上述短期实验说明Lv-GIH1可能对卵黄发生具有抑制作用。3)对红条鞭腕虾长期注射rGIH1后,可显著降低Lv-Vg、Lv-VgR和Lv-CFSH1的表达,Lv-CFSH2的表达水平呈现下调趋势,但没有显著性差异;形态学和组织学观察显示卵巢发育和卵母细胞的生长受到抑制;观测第二性征相关指标发现,注射rGIH1使得雌性生殖孔周围的羽状刚毛明显更加稀疏,即抑制了羽状刚毛的生长;有趣的是,精巢的组织学结果显示,注射rGIH1可抑制精巢精子发生,但Lv-IAG1和Lv-IAG2的表达均无显著差异。4)基因敲降Lv-GIH1后,Lv-CFSH1表达显著上调;同时促进性卵巢发育和卵母细胞的生长;与PBS组、GFP组相比,红条鞭腕虾雌性生殖孔周围的羽状刚毛更加稠密;Lv-IAG1和Lv-IA G2的表达仍无显著差异,但是GIH1-dsRNA注射后促进了精子发生。综上所述,本研究结果证明了 Lv-GIH1对红条鞭腕虾性腺发育具有抑制作用,并可能通过抑制Lv-CFSH1的表达参与调控红条鞭腕虾第二性征发育。
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