大弹涂鱼褪黑素受体的研究

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大弹涂鱼(Boleophthalmus pectinirostris)生活于潮间带滩涂,营洞穴生活,是我国东南沿海的名特优养殖鱼类。前期的研究结果表明,繁殖季节大弹涂鱼生殖群体呈现出有规律的半月周期产卵现象,血清中的类固醇激素和褪黑素也呈明显的半月周期变化。为了进一步了解大弹涂鱼褪黑素和半月周期产卵习性的关系,本文采用分子生物学等方法克隆了大弹涂鱼四种褪黑素受体亚型基因(mtnr1a1.4、mtnr1a1.7、mtnr1b和mtnr1c),并研究了其在不同组织的表达。主要结果如下:   1.mtnr1a1.4基因的部分片段长度为1471 bp,蛋白质编码区可编码246个氨基酸,其中3-UTR为728 bp; mtnr1a1.7基因全长为1501 bp,编码一个由351个氨基酸组成的蛋白质,5端有一个310 bp的非编码区,3端有一个138 bp的非编码区;mtnr1b基因全长为2074 bp,有一个长1203 bp的开放阅读框,5端有一个787 bp的非编码区,3端有一个84 bp的非编码区,编码一个由400个氨基酸组成的蛋白质;mtnr1c基因全长为1615 bp,有一个长1080 bp的开放阅读框,编码一个由359个氨基酸组成的蛋白质,5端有一个260 bp的非编码区,3端有一个275 bp的非编码区。   2.蛋白质结构预测显示,四种受体亚型均是具有七次跨膜区的G蛋白偶联受体;对已知的脊椎动物褪黑素受体亚型建树分析进一步证实,从大弹涂鱼克隆所得的四个受体亚型分别属于Mtnr1a1.4,Mtnr1a1.7,Mtnr1b和Mtnr1c亚型。   3.采用实时荧光定量方法分析,结果显示褪黑素受体的四个亚型广泛分布于大弹涂鱼成鱼的不同组织。在脑组织和视网膜,褪黑素受体基因的表达量显著高于其它组织,并且在视顶盖和中脑区域具有最高的表达量。在大弹涂鱼雌鱼的HPG轴中,四种褪黑素受体亚型在间脑和垂体均有分布,而在卵巢组织,只有mtnr1a1.4,mtnr1a1.7和mtnr1b表达。   4.繁殖季节大弹涂鱼脑组织中的aanat2基因,间脑的mtnr1a1.4基因,以及卵巢中的mtnr1a1.7基因具有明显的半月周期变化节律,即1个月有2个周期,每个周期均出现1个峰值。第1个峰值出现在上弦月附近,第2次峰值出现在下弦月附近,并且峰值出现的时间与大弹涂鱼产卵时间一致。大弹涂鱼发育成熟的卵母细胞中,在完全分离的滤泡膜和卵细胞上仅检测到mtnr1a1.7基因的表达。   5.夜间大弹涂鱼脑组织褪黑素受体亚型mtnr1a1.4的表达量显著高于白天,但是在视网膜组织没有观察到mtnr1a1.4基因有明显的周日变化。而脑组织和视网膜中的mtnr1a1.7和mtnr1b两个基因,其周日表达量均呈现出下午显著高于夜间和早上。mtnr1c基因在脑组织的周日表达具有两个峰值,分别出现在凌晨3点和白天12点;而视网膜中mtnr1c则无明显的周日表达变化。   综上所述表明,褪黑素及其受体可能是大弹涂鱼半月周期产卵节律的关键因子,它通过作用于HPG轴或者直接作用于卵巢上的褪黑素受体发挥其调控生殖活动的功能。
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