塔里木裂腹鱼繁殖周期调控中促性腺激素及其受体的功能与作用机理

The biological functions and action mechanism of gonadotropin is one hotspot in fish reproductive biology. We will take Schizothorax biddulphi Günther as research object.We will clone and characterize Schizothorax biddulphi Günther FSH and LH and their receptors, FSH-R and LH-R. We will produce the biologically-active recombinant FSH and LH of Schizothorax biddulphi Günther. Then, we will analyze the biological activities of the recombinant Schizothorax biddulphi Günther gonadotropins hormones using the Chinese hamster ovary(CHO K-1)cells. We also investigate the differential physiological functions of recombinant hormones on their reproductive cycle by in vivo and in vitro experiment. At the same time, we will study the spatial-temporal expression profiles of Schizothorax biddulphi Günther FSH-R and LH-R during the differential gonadal development by real-time quantitative PCR and in situ hybridization. Moreever, we will investigate the relation between the gonadotropins and their receptors by SEAP Reporter Gene Assay. In their project, we attempt to produce the recombinant biological activity Schizothorax biddulphi Günther FSH and LH in order to gain more understanding of the functions of GtH and their receptors in cyprinids. These recombinant FSH and LH may be applied for further studies on the artificial propagation of Schizothorax biddulphi Günther.

促性腺激素的功能与作用机理是当前鱼类繁殖生物学研究的热点之一，但在塔里木裂腹鱼繁殖生物学研究方面未见其相关报道。本课题以新疆塔里木河流域特有物种——塔里木裂腹鱼为研究对象，拟开展以下研究：（1）应用基因克隆及重组表达技术，获得有生物活性的塔里木裂腹鱼重组促性腺激素，结合离体实验和在体实验，研究促性腺激素在塔里木裂腹鱼生殖周期调控中的生理功能及作用机理；（2）对塔里木裂腹鱼FSH-R和LH-R在性腺发育不同时期的时空表达特征和细胞表达类型进行研究，分析FSH-R和LH-R在塔里木裂腹鱼生殖周期调控中的功能；（3）利用SEAP报告基因分析，揭示塔里木裂腹鱼促性腺激素与其受体之间的相互作用关系；（4)利用塔里木裂腹鱼重组促性腺激素，进行人工繁殖实验研究。本研究对于完善裂腹鱼亚科鱼类繁殖内分泌学的调控理论有重要的意义，并在实践中可以为塔里木裂腹鱼的人工繁殖提供一条新的催产途径，具有重要的应用前景。

塔里木裂腹鱼是新疆特有鱼类，1998年被列入《中国濒危动物红皮书》，2004年被新疆区政府列为地方二级野生保护动物，2021年2月1日被列为国家二级重点保护野生动物，课题组以塔里木裂腹鱼为研究对象，1）采用《内陆水域渔业自然资源调查手册》方法进行，对裂腹鱼繁殖群体的组成和分布、塔里木裂腹鱼繁殖生物学进行了调查研究，结果显示克孜河的裂腹鱼以塔里木裂腹鱼为优势物种，塔里木裂腹鱼雌性最小性成熟个体体长130mm，雄性最小性成熟个体体长90mm，繁殖群体性比(♀:♂)为1.0:1.5；雄鱼性腺发育良好，以Ⅳ期精巢越冬，雌鱼的性腺发育不同步，其中20%个体以Ⅳ期卵巢越冬，60%以Ⅲ期卵巢越冬，20%以Ⅱ期卵巢越冬；自然繁殖的水温为14℃-18℃，水流速度约0.6m/s。2）采用模拟原生境培育和人工催产等方法，结果显示塔里木裂腹鱼雌鱼注射催产素1-2次，催产药物以LHRH-A2+PG或LHRH-A3+PG组合为宜，雄鱼不注射或只注射HCG，其中PG总剂量10-12mg/kg，LHRH-A2总剂量20-25ug/kg，LHRH-A3总剂量20-30ug/kg，HCG剂量700-1000IU/kg；胚胎出膜时长和脱膜时长受水温、催产前亲鱼性腺发育情况影响；仔鱼出膜后待卵黄囊消失，投喂草履虫作为开口饵料，根据仔鱼口裂大小适时投喂卤虫幼体，可有效提高仔鱼的成活率。3）采用对病原菌分离、动物回归实验、生理生化特征分析及16S rDNA分子生物学的鉴定等方法，对人工驯化和繁殖过程中亲鱼大量死亡现象进行了研究，结果显示引起塔里木裂腹鱼亲鱼大量死亡的病原菌是嗜水气单胞菌，结合实际条件提出了对该病有效的综合防治措施。这些成果的取得为塔里木裂腹鱼繁殖周期调控中促性腺激素及其受体的功能与作用机理的阐述提供重要的数据。本项目的完成，对今后塔里木裂腹鱼人工繁殖、规模化养殖、种质资源的保护等方面都具有重要的意义。