乌苏里拟鲿性别决定机制及性别特异性分子标记筛选的研究

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鱼类的性别决定机制具有多样性和复杂性的特点。脊椎动物已揭示的性别决定机制在鱼类中几乎全部存在,如哺乳动物中雄性异配的XX/XY系统,鸟类中的雌性异配ZZ/ZW系统,以及在此基础上的各种变型诸如XX/XO,XX/XY1Y2,ZZ/ZO,和ZZ/ZW1 W2,都能在鱼类中找到。水产养殖实践中观察到许多鱼类在生长速率和身体大小方面存在显著的雌雄差异。因此,搞清楚这些鱼类的性别决定机制对于探索性别操作技术并开发出性别控制育种途径是非常重要、有益的。性别特异性标记可用来鉴定性染色体和性别决定系统,其中AFLP技术因其简便、可重复性好、高通量全基因组扫描的特点成为高效、有重要意义的方法。  乌苏里拟鲿是属于鲶形目鲿科的一种鲶鱼,作为鲿科最大的物种广泛分布于东亚,因其味道鲜美已被人工养殖。野外观察和养殖实践都发现雄性生长快于雌性,性成熟时可达雌性个体的3倍大小。前人已进行过染色体计数和核型分析,但未发现异型性染色体,到目前为止其性别决定机制不明。我们采取基于AFLP筛选的方法分离性别特异性片段,开发性别特异型分子标记鉴定乌苏里拟鲿的遗传性别,分析其性染色体系统。通过实验分离到一条10569bp的雄性特异性片段和一条10365bp的雌性相关片段,二者拥有96.35%的核苷酸相似性,显示已发生实质上的遗传分化;随后发现一段只有70.26%等同性的650bp的高度分化区,在此位点设计了能产生不同长度产物的3个引物对,即雄性特异的引物、雌雄共享的引物、雌性相关的引物各1对。雄性特异的引物以基因组DNA为模板只能在雄性个体中扩增出1条473bp雄性特有的片段;雌雄共享的引物能扩增出1条雄性个体特有的471bp片段,1条雌雄共有的300bp片段,且300bp片段在雌雄个体之间存在剂量效应;以相同质量的雌雄基因组DNA为模板,用雌性相关引物分别以32、27、22循环进行PCR扩增,可以观察到产物随着循环数的减少在雌雄个体之间呈现显著的剂量差异。根据以上实验结果我们认为,乌苏里拟鲿性别决定机制是雄性异配的XX/XY系统。  鱼类性腺的发育与分化易受外界环境条件影响而改变其遗传性别,一般认为在发育早期存在一个敏感期,此期用性激素处理可以实现性反转,从而获得单性育种需要的性逆转鱼。为确定性激素饲喂的起始时间,了解乌苏里拟鲿性腺发育与分化的时期很重要。通过组织切片观察,受精后21天有一半左右的个体开始形成卵巢腔。此时的预定精巢还处于静默状态,一直到受精后36天,才在精巢中出现输出管原基。受精后30天的乌苏里拟鲿卵巢处于染色质核仁期、44天处于周边核仁期、64天皮质泡出现,到受精后120天卵母细胞核移向动物极,出现极化现象。受精后44天的精巢中才开始形成初级精原细胞,受精后64天精原细胞开始聚集成团,到120天时,精小叶雏形形成,尚未进入减数分裂。所以,乌苏里拟鲿的性腺性别决定属于分化的雌雄异体,性腺发育卵巢比精巢早,组织学分化先于细胞学分化。
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