高温胁迫下卵形鲳鲹仔、稚鱼脊柱畸形的分子病理学研究

Skeletal malformations are often associated with movement, feeding, growth depression and high mortality rate. Deformed fish have low market value, and their culture is waste of time and effort. Skeletal malformations are frequently observed in hatchery-reared marine finfish larvae and juveniles. Such malformations continually hinder the further development of marine finfish aquaculture. In order to understand temperature induced skeletal malformations in artificial reared golden pompano (Trachinotus ovatus) larvae, a series of studies are proposed. The skeletal ontogeny of golden pompano larvae under hyperthermic conditions will be investigated to understand the characteristics of normal and abnormal development of the skeleton in fish larvae. Real-time qPCR reaction will be used to investigate the gene expressions of target genes (including ECM components, signaling molecules, and transcription factors) from fish larvae under hyperthermic condition. In situ hybridization and histology study will be performed to quantify and locate the expression of target gene (ECM components). Results from the present study will clarify the molecular pathology of vertebral deformities in hyperthermic golden pompano larvae, and enrich the theory of marine fish larvae developmental biology.

骨骼畸形可导致鱼类运动困难、摄食能力降低、生长缓慢、成活率低，因此畸形鱼苗的出现将会增加生产成本、影响养殖的经济效益。在海水鱼人工育苗阶段，骨骼畸形现象普遍存在，严重制约了产业的可持续发展。本研究针对卵形鲳鲹人工育苗过程中存在的仔稚鱼骨骼畸形问题，将对温度胁迫下卵形鲳鲹仔稚鱼骨骼发育进行系统研究，掌握骨骼正常发育与畸形发育的特点；利用实时荧光定量PCR的方法研究与骨骼发育相关的细胞外基质相关基因、信号分子、转录因子在温度胁迫下的表达；利用采用原位杂交与组织切片的实验方法研究与骨骼发育相关的细胞外基质基因在温度胁迫下的组织空间表达。阐明温度胁迫下卵形鲳鲹仔、稚鱼脊柱畸形的分子病理，以期丰富海水仔稚鱼发育生物学理论。

在海水鱼人工育苗阶段，骨骼畸形现象普遍存在，严重制约了产业的可持续发展。本研究针对卵形鲳鲹人工育苗过程中存在的仔稚鱼骨骼畸形问题，以卵形鲳鲹仔、稚鱼为研究对象，针对其骨骼发育畸形现象，采用矿物质分析等研究方法，系统研究温度胁迫下仔、稚鱼骨骼畸形发育分子病理学，以期丰富海水仔稚鱼发育生物学理论。.研究表明，温度显著影响卵形鲳鲹脊柱畸形率（P < 0.05）。孵化后第19天，脊柱畸形率在26℃和29℃无显著性差异（P > 0.05），但显著低于32oC组（P < 0.05）。温度显著影响卵形鲳鲹鱼体矿物质组份（P < 0.05）。孵化后第45天，卵形鲳鲹鱼体中P, Ca, Zn, Cu在29℃时与对照组无显著差异（P > 0.05），但显著高于32℃组（P < 0.05）；鱼体中Mg, Na, Fe, Mn组份随温度的升高显著降低（P < 0.05）。.本研究中探索了卵形鲳鲹Col1a1,等共计10个细胞外基质基因在孵化后对温度刺激的表达。研究用以26℃作为对照温度，采用29℃和32℃作为温度胁迫处理。孵化后第19天，在29℃和32℃温度胁迫下，Col1a1，Col2a1，Decorin，Osteocalcin，Mmp13出现了显著下调（P < 0.05）。.温度刺激显著影响卵形鲳鲹信号分子的表达，BMP2, BMP4等在温度刺激下，均出现显著上调（P < 0.05）。其中，BMP2表达随温度的增加显著增高（P < 0.05）。BMP4，BMP5，Ihh，Shh的表达在29℃和32℃无显著差异（P > 0.05），而PDGFrb的表达水平随温度的升高而显著上升（P < 0.05）。.在45DPH时，温度对卵形鲳鲹转录因子的影响则趋于波动。Sox8在温度达到32℃时出现显著上调（P < 0.05），Sox9则在29℃ 和32℃时出现了显著下调（P < 0.05）。Osterix和Mef2c表达与Sox8类似，当温度达到32℃时出现显著上调（P < 0.05）。在45DPH，Twist表达与32DPH时Twist表达类似，在29℃时出现显著下调（P < 0.05），在32℃时出现显著上调（P < 0.05）。.在针对脊柱中央软骨细胞研究中发现，温度处理下椎骨之间明显的形态差异。对照组和29℃组由不同成熟阶段的不同亚组的软骨细胞组成病不断增殖。