金钱鱼(Scatophagus argus)体色发育及黑斑的形成过程

鱼类的体色图案作为外部形态最显著的特征之一，在动物生存与物种间的交流中起着重要作用。为探究金钱鱼（Scatophagus argus）体色发育及黑斑的形成过程，首先对成年金钱鱼鳍条中色素细胞进行显微观察，采用Olympus体视解剖镜观察了金钱鱼从胚胎色素形成期到仔鱼后期体表色素细胞的种类与分布特征，并跟踪观察了金钱鱼从稚鱼期到成鱼期主要图案黑斑的形成过程，同时对成年金钱鱼的黑斑和非黑斑皮肤进行透射电镜切片观察。结果显示，构成金钱鱼体色共四种色素细胞，分别为：黑色素细胞、黄色素细胞、虹彩色素细胞和红色素细胞，黑色素细胞在胚胎发育阶段最早发生，黄色素细胞和红色素细胞次之，而虹彩色素细胞发生最晚，直到仔鱼后期阶段才观察到。金钱鱼体色仔鱼期（0-24 dph）出现了有趣的变化过程：在0 dph（day post hatching）仔鱼体色较浅到1 dph仔鱼体色明显加深，而2-7 dph仔鱼的躯干部体色出现明显的褪黑现象，在8-24 dph阶段金钱鱼体色又出现了明显的复黑现象，并且在24 dph时通体发黑，在30 dph时虹彩色素细胞在皮肤中的大量出现并形成隐约可见的色素条带，直到幼鱼阶段（50 dph）形成清晰的黑色纵带条纹后不断演变成多个黑斑并在成年金钱鱼中稳定沉积的过程。透射电镜结果发现皮肤中黑色素细胞和虹彩色素细胞数量最多，分布最广。黑斑形成的关键原因是黑素小体和黑色素细胞大量聚集，虹彩色素细胞在其周围大量聚集并形成明显的包围界限。追踪观察了金钱鱼从胚胎色素发育、前期仔鱼、后期仔鱼、稚鱼、幼鱼和成鱼共六个阶段的色素沉积和体色变化过程，为金钱鱼野生群体的年龄鉴定提供了参考，并为进一步的金钱鱼体色改良提供理论指导。     

中华蛸章鱼胺受体OARβ2R基因克隆及表达分析

为了解中华蛸(Octopus sinensis)受精卵的孵化及幼体发育机制,本研究对其章鱼胺受体基因(OsOARβ2R)进行克隆和生物信息学分析,同时研究了OsOARβ2R在不同组织/器官、刚孵出的幼体不同饥饿时间及不同的胚胎发育时期表达水平的变化。结果为:OsOARβ2R开放阅读框全长为1 158 bp,编码385个氨基酸,有7个跨膜结构域,具有G蛋白偶联受体的共性,其中TM3、TM5、TM6、TM7 4个跨膜结构相对保守。经氨基酸同源对比及构建系统进化树分析,其与加州双斑蛸(O.bimaculoides)的OAR的一致性最高。荧光定量PCR结果显示,在成体10个组织/器官中,OsOARβ2R在后唾液腺中表达水平最高,其次是脑和小肠;在幼体饥饿实验中,随着饥饿时间的推移,OsOARβ2R的表达水平在饥饿2 d后显著降低,在饥饿3 d时表达水平显著升高,且表达水平达到最高,之后表达水平开始回落;OsOARβ2R在中华蛸整个胚胎发育周期均可检测到,且在多细胞期表达水平最高,后显著下降,黑珠期显著高于红珠期及初孵幼体。这些结果为研究中华蛸受精卵的孵化及幼体发育机制、提高人工育苗效率提供了基础资料。     

牙鲆Lhx1基因的克隆和表达分析

Lhx1基因对于哺乳动物卵巢缪勒氏管的形成具有重要作用, 但鱼类中的报道仅限于其在体轴和肾脏形成中的作用, 尚未见到其与性别及性腺发育相关的报道。本研究克隆获得了牙鲆(Paralichthys olivaceus)Lhx1a和Lhx1b开放阅读框(ORF)序列, 长度分别为1224 bp 和1206 bp (GenBank 注册号为:JX999940、JX999941), 同源序列比较显示牙鲆Lhx1a和Lhx1b基因均具有两个LIM 及一个HOX 结构域, 符合Lhx1进化保守性。这两个基因在牙鲆雌、雄成鱼各组织RT-PCR 差异表达谱不尽相同, Lhx1a在精巢中弱表达, 卵巢中不表达, 在其他组织中雌、雄表达谱差异不大, 都只在脑和眼组织有弱表达;而Lhx1b的表达在性腺中相对较高, 且卵巢的表达量高于精巢。进一步检测牙鲆Lhx1a和Lhx1b在雌、雄性腺发育各期的表达谱, 发现这两个基因表达集中于Ⅲ、Ⅳ期性腺, Lhx1a在精巢中弱表达, Lhx1b卵巢中的表达明显高于精巢, 而在Ⅰ、ⅡII、Ⅴ期性腺几乎均不表达。由此推断牙鲆Lhx1a 和Lhx1b均为性别相关基因, 但在两性性腺发育中的作用可能各有不同。     

圆斑星鲽(Verasper variegatus)wtl基因的克隆与表达分析

圆斑星鲽（Verasper variegatus）雌鱼生长快，成熟雌鱼个体大小是雄鱼的2倍以上，开展性别相关基因的功能研究，对于探究圆斑星鲽性别决定机制，建立单性培育技术具有重要意义。本研究获得了wt1a及wt1b两个同源基因，wt1a基因全长为3263bp，预测开放阅读框（ORF）长为1245bp，编码415个氨基酸，5''-UTR和3''-UTR分别长372bp和1640bp；wt1b基因全长为2312bp，预测开放阅读框（ORF）长为1281bp，编码427个氨基酸，5''-UTR和3''-UTR分别长369bp和659bp。wt1a基因编码氨基酸分子量为46.2kDa，理论等电点为9.24，无跨膜结构及信号肽，在ORF末端有4个锌指结构，编码KTS三肽；wt1b基因编码氨基酸分子量为46.95kDa，理论等电点为8.99，无跨膜结构及信号肽，在ORF末端有4个锌指结构，并且编码KTS三肽。基因表达结果表明：wt1a和wt1b基因主要在圆斑星鲽性腺中表达，精巢的表达高于卵巢，肾脏的表达量显著高于其他组织，推测wt1a基因和wt1b基因在性腺和肾脏发育过程及功能方面均发挥重要作用；在早期发育阶段，wt1a基因在原肠期之前微弱表达，从原肠早期开始逐渐上升至神经胚期表达量达到最高，之后逐渐下降，直至孵化阶段，推测wt1a基因在圆斑星鲽原始生殖细胞分化过程及性腺发育中发挥重要作用。     

温度对脊尾白虾胚胎及幼体发育的影响研究

为进一步阐明脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)的繁殖生物学习性, 作者分别以脊尾白虾受精卵和初孵幼体为实验对象, 研究了温度对脊尾白虾胚胎发育及幼体发育的影响。结果表明, 温度对孵化时间及胚胎孵化率影响显著(P<0.05): 在实验温度范围内(19～31℃), 胚胎发育进程随温度升高而加快, 19℃和31℃条件下胚胎孵化时间分别为(536.50±18.33) h 和(218.68±5.51) h; 胚胎孵化率在25℃下最高为64.11%±12.54%, 较高(28～31℃)和较低(19～22℃)温度下的胚胎孵化率显著降低。温度对脊尾白虾幼体发育影响显著(P<0.05): 在16～32℃范围内, 体长增长率随温度的升高而增加, 但幼体发育持续时间随温度的升高而减少, 16℃和32℃条件下幼体变态为仔虾所需时间分别为孵化后(27.60±0.22)d和(7.75±0.07)d, 较低温度范围内(16～28℃)P₁变态存活率随温度升高而升高, 28℃的P₁变态存活率最高达91.67%±7.64%。但当温度继续升高时, 幼体的变态存活率急剧降低, 36℃时幼体不能变态为仔虾。根据曲线拟合方程推算的最适胚胎发育和幼体发育温度分别为25.33℃和27.60℃。本实验结果可以为脊尾白虾人工育苗的管理提供参考和依据。     

双锯鱼属(Amphiprion)四种鱼种比较胚胎学研究和进化探讨

在严格控制水温和盐度条件下,对白条双锯鱼(Amphiprion frenatus)野生鱼、眼斑双锯鱼(A.ocellaris)野生鱼、海葵双锯鱼(A.percula)选育种和眼斑双锯鱼(A.ocellaris)选育种的胚胎发育进行观察比较。结果表明,所有双锯鱼几乎均稳定在一个月产卵两次,在相同的生长环境中,不同种类双锯鱼产卵时间相差不大,产卵间隔规律性较强;但胚胎发育时间有较大差别,海葵双锯鱼的选育种胚胎发育时间最长,眼斑双锯鱼的选育种最短。四种双锯鱼有着相同的胚胎发育学特征和孵化期,但胚胎发育时间不同,分别为244h、240h、260h、181h;其中卵裂期到神经胚期的发育时间差小于2h,翻转期至孵化期决定了胚胎发育时间。研究发现,不同双锯鱼胚胎发育时间可能与进化距离有关,且温度、光照周期以及卵质量与形态对其胚胎发育时间有较大影响。本研究的海葵双锯鱼选育种为纯人工选育的后代,在整个繁育过程中与野生种都有较大的差异。人工选育眼斑双锯鱼的胚胎发育时间最短,与野生眼斑双锯鱼差异明显。通过对不同双锯鱼比较胚胎学的研究可以丰富其人工选育技术,确定双锯鱼之间以及双锯鱼与其他鱼类的亲缘关系,为观赏鱼进化学说的发展和新品种选育提供依据。     

海蜇dmrta2基因的克隆及其在横裂生殖中的表达分析

Dmrt基因家族在后生动物性别决定与分化以及组织和器官的形成等发育过程中发挥着重要作用。为探究dmrt家族基因在海蜇(Rhopilema esculentum)横裂生殖中的功能,本研究以海蜇转录组测序获得的dmrta2基因片段为基础,通过RACE技术获得了海蜇dmrta2基因的cDNA全长,并分析了其在横裂生殖不同时期的表达模式。结果显示海蜇dmrta2基因cDNA全长为1 804 bp,开放阅读框为1 011 bp,所编码蛋白质含336个氨基酸,分子质量为37.25 kDa,理论等电点为9.11。预测海蜇dmrta2编码蛋白为亲水性蛋白质,无跨膜区域,不含信号肽。在33至79位氨基酸之间具有dmrt基因家族保守的DM结构域,与珊瑚、果蝇等物种的同源基因相应区域高度一致。系统进化分析显示,海蜇DMRTA2与鹿角珊瑚DMRTA2和DMRT3以及海葵DMRTA2的亲缘关系最近。原位杂交显示dmrta2基因在海蜇横裂生殖后期主要表达于感觉缘叶原基位置,在初生碟状体中表达于感觉棍位置。研究结果表明,dmrta2基因参与海蜇横裂生殖过程,可能主要与感觉棍神经系统的分化发育相关,研究为进一步解析海蜇等钵水母横裂生殖的分子调控机制提供了基础数据。     

Piwi基因参与两性卤虫(Artemia franciscana)的生殖调控研究

Piwi（P-element induced wimpy testis）基因编码Piwi蛋白,在生殖干细胞的自我更新、减数分裂过程、RNA沉默和转录调控中起重要作用。为探究Piwi基因参与两性卤虫生殖发育的作用,从两性卤虫Artemia franciscana转录组中筛选获得Piwi基因开放阅读框,进行序列分析和结构域预测等生物信息学分析,采用qPCR技术研究该基因在A.franciscana生殖腺发育不同时期表达特征,并利用RNAi显微注射技术探究其功能。生物信息学分析表明,A.franciscana Piwi基因的开放阅读框长2 619 bp,编码872个氨基酸;Piwi基因编码的蛋白分子量为98.11 kDa,等电点为9.50,为碱性亲水性蛋白,无信号肽和跨膜结构;存在Piwi和PAZ结构域及ArgoL1结构域,二级结构以α-螺旋为主,三级结构与之对应;系统进化树显示A.franciscana与蚤状溞和大型溞的Piwi序列相似性最高。qPCR结果表明,Piwi基因在卵巢的卵黄发生晚期和晚期胚胎表达量最高,显著高于卵黄发生早期和早期胚胎（P<0.01）;Piwi基因在精巢的未成熟期表达量最高,显著高于成熟早期、成熟中期和成熟晚期（P<0.01）。RNAi结果显示,该方法能显著降低Piwi基因的表达水平（P<0.01）,并导致A.franciscana所产后代均为休眠卵,说明Piwi基因不但在A.franciscana生殖发育调控起重要作用,而且可能在其繁殖方式决定过程中起关键作用。研究结果为两性卤虫Piwi/piRNA功能和分子机制调控的研究提供了基础信息,将有助于揭示Piwi基因参与调控两性卤虫生殖发育机制。     

花鲈Claudins基因家族的鉴定、进化分析及对环境盐度的表达响应

Claudin (cldn)是细胞间紧密连接蛋白的重要功能和结构组件,通过控制细胞旁通路通透性参与渗透压平衡的调节。本研究对花鲈(Lateolabrax maculatus)cldns基因家族进行了系统的鉴定分析,结果表明:花鲈cldns基因家族共包含55个成员,分布于16条染色体上,其中34个cldns基因在哺乳动物体内有对应直系同源基因,其余21个cldns是硬骨鱼所特有。选择压力分析显示预测的花鲈cldns蛋白的跨膜区域存在14个受正选择作用的氨基酸位点,这些正选择位点可能与家族内基因的多样性和功能分化有关。此外,基于花鲈鳃转录组的基因表达结果表明,至少有24个cldns基因在鳃中表达,其中cldn8c、cldn10b、cldn10c、cldn10d、cldn27a和cldn30b在不同环境盐度处理后表达差异显著,表明其可能是花鲈鳃组织中调节渗透压平衡的候选功能基因。本研究成果为研究花鲈及其他广盐性鱼类cldns基因家族成员的渗透调节机制奠定了理论基础。     

大黄鱼Lcnkl3基因的分子结构、表达特征及多肽片段抗菌活性

作为重要的免疫基因, NK-lysin参与了鱼类非特异性免疫系统对抗病原感染的免疫应答过程。在之前的研究中, 我们已经发现重要经济鱼类大黄鱼(Larimichthys crocea)体内存在2种类型的NK-lysin基因。在本文中我们报道了1种新型大黄鱼NK-lysin基因Lcnkl3, 并对基因序列、表达特征及其多肽片段的抗菌活性进行了分析。Lcnkl3基因的开放阅读框长度为435 bp, 编码144个氨基酸残基, 其多肽序列Lcnkl3中包含Saposin B结构域及6个高度保守的半胱氨酸残基。系统进化分析表明Lcnkl3与大黄鱼Lcnkl2最为相似, 与其他鱼类NK-lysin多肽则差异较大。Lcnkl3基因在未受感染的大黄鱼各组织中具有不同的基础表达量, 表达水平最高的组织为心脏。在病原诱导的免疫应答过程中, Lcnkl3基因在各组织不同感染阶段的表达模式存在差异。源于Lcnkl3成熟肽序列的多肽片段对不同细菌的抑制和杀灭效果差异显著。以上结果表明Lcnkl3属于大黄鱼NK-lysin基因家族, 并参与了大黄鱼对抗病原感染的免疫过程。     

长牡蛎(Crassostrea gigas)两个Dmrt家族基因的时空表达

本文以长牡蛎27个幼虫发育阶段个体以及成体的5个组织织作为实验材料,采用实时荧光定量PCR技术对其Dmrt家族中的2个基因(CgDsx和CgDmrtA2)的表达模式以及在性别决定中的作用进行了研究。结果表明,长牡蛎CgDsx基因在胚胎发育初期有大量表达,从囊胚期到担轮幼虫初期表达量最高,之后表达量开始降低,在D形幼虫后一直维持在极低的表达水平,此后仅在成体的雄性性腺中具有高度表达。由此可见,CgDsx可能也对早期胚胎发育起一定调控作用,同时参与了性别决定。CgDmrtA2在长牡蛎所有组织中均有表达,各组织间表达差异不显著,在D形幼虫至壳顶后期表达量较高,说明它参与了胚胎中后期的发育过程,可能与神经的形成相关,但是其具体功能还需要进一步研究。     

黄条(鰤)(Seriola aureovittata)MyHC基因克隆及其在早期发育阶段表达研究

为解析肌球蛋白重链(MyHC)基因在黄条鰤(Seriola aureovittata)生长发育过程中作用机制,本研究采用RACE技术,克隆了黄条鰤MyHC基因全长cDNA序列,采用荧光定量PCR(qRT-PCR)方法对MyHC在黄条鰤不同组织、胚胎发育过程以及仔稚幼鱼发育过程中的表达特征进行了研究。结果表明:黄条鰤MyHC基因全长为6143bp,开放阅读框为5811bp,编码了1936个氨基酸,由3个保守结构域组成即MYSc-classⅡ、Myosin taill和SH3;系统进化树分析显示黄条鰤MyHC与高体鰤进化关系最近。qRT-PCR分析发现黄条鰤MyHC在各组织中均有表达,但在肌肉中表达量最高(P0.05);随着黄条鰤胚胎发育的进行,MyHC在16细胞期之前表达量较高,在胚体下包2/3时期表达量显著升高,且在孵化期达到峰值(P0.05:);在仔稚幼鱼发育阶段,MyHC在孵化后20d后表达量显著升高,30d表达水平达到峰值(P0.05),随后的35d到40d表达水平略有下降但仍保持较高表达趋势,黄条鰤MyHC表达具有发育阶段表达的特异性。MyHC表达特征揭示其参与了调控黄条鰤的早期生长发育。     

长牡蛎两种engrailed同源基因的鉴定及其与贝壳发育相关性的研究

engrailed基因属于同源异形基因家族成员,在许多动物的分节、附肢发育、神经系统发育和贝壳形成过程中发挥作用。本研究克隆了长牡蛎两个engrailed同源基因,命名为cgi-eng1和cgi-eng2。序列分析表明,两个基因均具备典型engrailed基因保守的5个EH结构域。利用整装原位杂交技术检测了cgi-eng1和cgi-eng2在贝壳形成的关键时期早期D形幼虫时期的表达情况。结果显示,cgi-eng1和cgi-eng2 m RNA高表达于贝壳外缘,可能与早期贝壳形成过程有关。此外,两个基因的在贝壳外缘的表达模式亦有区别,提示两个基因的功能可能存在一定程度的分化。本研究首次系统鉴定了长牡蛎engrailed基因的成员,并发现它们可能均参与幼虫贝壳形成,研究结果有助于加深对贝类早期发育及贝壳形成的理解。     

海洋线虫Litoditis marina早期发育的转录组分析

全球气候和环境变化影响海洋动物的生长发育和繁殖等生命过程,探究环境因子调控发育的分子机制,需要深入了解海洋动物早期发育的生理和分子特征。以实验室驯化的潜在模式动物海洋线虫Litoditis marina为研究对象,对其胚胎期和孵化后发育早期2h、4h和6h的L1幼虫样品进行了转录组测序和分析。结果表明,2h、4h和6h的L1幼虫间差异较小,而三个L1幼虫样品与胚胎期相比,基因表达发生了显著变化。通过KEGG富集分析,发现与胚胎期相比,三个L1幼虫样品的多个通路如核糖体、核糖体生物发生、糖酵解/糖原异生、TCA循环和氧化磷酸化通路相关基因发生了显著上调。另外还发现多个神经递质和神经肽受体基因如dop-和npr-等在L1期转录水平显著上调。与胚胎期相比,L1幼虫的多个DNA复制和修复相关、Notch、Hippo和Hedgehog信号和剪切体等通路相关基因发生了显著下调。发现的L. marina早期发育转录组变化模式与已经发表的陆生模式生物秀丽线虫Caenorhabditis elegans从胚胎期到L1幼虫的转录组变化特征非常相似,但同一上调或下调通路中具体发生表达变化的基因有些不同。另外,L1幼虫显著上调的核糖体生物发生通路相关基因在秀丽线虫中发生了显著下调。进一步通过基因编辑等技术和方法深入研究发育调控关键基因的功能将为海陆近缘线虫间的发育进化机制、海洋线虫对潮间带环境适应以及全球气候变化应答的分子机制研究提供新认知。     

光裸星虫体腔液中卵子发生的超微结构

为探究光裸星虫卵子发生的细胞学特点,利用电镜技术观察了光裸星虫体腔液中卵子发生过程的超微结构变化。结果表明:(1)光裸星虫体腔液中存在游离的卵原细胞和卵母细胞,卵母细胞的发育分为卵黄形成前期、卵黄形成初期、卵黄旺盛合成期和成熟期4个阶段。(2)卵原细胞的细胞器少,核质比大。卵黄形成前期,卵母细胞的细胞器有所增加,大量核仁外排物进入胞质中;出现卵黄膜和胶质膜,卵黄膜遍布微孔。卵黄形成初期卵母细胞核有较多突起,细胞器大量增加,出现分散分布的卵黄粒。卵黄旺盛合成期卵母细胞迅速增大,卵黄大量积累。成熟期卵母细胞核膜突起回缩,胶质膜易于脱落。(3)卵黄分为2种。Ⅰ型卵黄电子密度高,不发生融合,为内源性卵黄;II型卵黄中等电子密度,可融合为无定形卵黄块,为外源性卵黄。(4)成熟卵母细胞卵黄膜为三层,外层为颗粒层,表面具有粒状突;中层初始为均质结构,不断增厚并纤维化;内层致密,厚度不均。胶质膜电子密度极低。(5)卵子外有滤泡细胞,其核质比很大,细胞器少,在卵母细胞成熟期发生凋亡。文章还探讨了胶质膜、卵黄膜、滤泡细胞的功能,以及细胞器在卵黄形成中的作用。研究结果积累了光裸星虫卵子发生细胞学资料,为光裸星虫生殖调控与人工繁育研究提供理论参考。     

Developmental energetics of the southern pigfish (Teleostei: Congiopodidae)

The embryonic wet weight, dry weight, yolk volume, energy content, and oxygen consumption of the southern pigfish Congiopodus leucopaecilus (Richardson, 1846) were followed from fertilisation to yolk sac absorption, at 11.5°c and salinity of 34.5%6. Measurements of yolk energy and catabolic energy changes did not show any evidence of an energy deficit before the onset of feeding capability.     

光唇鱼( Acrossocheilus fasciatus) 胚胎及仔、稚鱼的发育

采用干法授精方法获得受精卵,在人工培育条件下观察了光唇鱼胚胎及仔、稚鱼发育过程。结果表明,光唇鱼受精卵呈圆球形,沉性、弱粘性。在水温23—25℃下,胚胎发育历时46h45min,经历了胚盘形成、卵裂、囊胚、原肠胚、神经胚、器官形成和孵化等阶段。在水温24—27℃下,仔、稚鱼发育历时22d,初孵仔鱼具有较大的卵黄囊,胸鳍原基及肛门原基形成;4日龄仔鱼开口摄食,进入混合营养期;7日龄仔鱼卵黄囊消失,营外源性营养,体侧8条横斑形成,各鳍均已出现,进入晚期仔鱼阶段;14日龄仔鱼各鳍鳍条发育基本完成;16日龄仔鱼鳞片开始出现,进入稚鱼期;22日龄稚鱼全身被鳞,进入幼鱼期。     

菲律宾蛤仔（Ruditapes philippinarum）海洋橙品系两个世代的杂交与近交效应

于2009年8月以菲律宾蛤仔海洋橙品系的全同胞子一代和子二代上选10%的个体作为亲本,通过建立近交组合（F22、F33）、杂交组合（F23、F32）和设置对照组（C22、C33）,研究了两个近交世代的杂交效应及近交效应,以提高菲律宾蛤仔海洋橙品系的表型性状。结果表明,杂交使幼虫和稚贝的生长性状得到了部分改良,但存活性状...