罗氏沼虾TAP蛋白对精子生成调控机理研究

The aquaculture of prawns and crabs is an important economic industry in the coastal areas of China. Macrobrachium rosenbergii is an important aquatic economic praw. It pays more attention to the prawns and crabs for their special sperm morphology, the peculiar sperm storage pattern and fertilization process in vitro. At present, there are little known to the reproductive genes and their mechanism of prawns. In this study, the major aquacultured prawn, M. rosenbergii was used as animal model to study the physiological function of the sperm protein TAP, and explore its inherent relationships of testicular development and spermatogenesis. Through a combination of methods using RNA interference and animal experiments, the changes of testicular development and spermatogenesis of M. rosenbergii was studied while TAP gene silencing. On these basis , explore the mechanism of TAP gene in spermatogenesis，maturation and storage of prawns in the molecular and animal level, accumulation fundamental data of reproductive functional genes of decapods. On the other hand, provide new ideas and new approaches to explore reproductive related new genes and their physiological function of decapods, and provide important support for the breeding of prawns and crabs aquaculture.

虾蟹养殖是我国沿海地区经济的重要支柱产业，罗氏沼虾(Macrobrachiun rosenbergii) 是水产经济虾类养殖品种之一。虾蟹动物以其特殊的精子形态、奇特的精子存储方式及体外受精过程越来越受到人们的关注。目前，虾类生殖相关基因的发掘及其作用机理研究存在诸多空白。本研究以我国主要养殖虾类-罗氏沼虾为研究对象，开展雄性特异性精子蛋白TAP的生理功能研究，探索其在沼虾精巢发育和精子生成过程中的作用规律。通过采用RNA干扰和动物实验相结合的方法，研究目的基因沉默后，沼虾精巢发育和精子生成的变化情况。在此基础上，从分子水平和动物水平两方面研究入手，探索TAP基因在罗氏沼虾精子生成、成熟和储存中的作用机理，积累虾蟹动物生殖相关功能基因的基础数据。同时，也为虾蟹生殖新基因的发掘及其生理功能研究提供新思路和新方法，为虾蟹养殖的良种选育提供重要支持

虾蟹养殖是我国沿海地区经济的重要支柱产业，罗氏沼虾(Macrobrachiun rosenbergii) 是水产经济虾类养殖品种之一。虾蟹动物以其特殊的精子形态、奇特的精子存储方式及体外受精过程越来越受到人们的关注。目前，虾类生殖相关基因的发掘及其作用机理研究存在诸多空白。本研究以我国主要养殖虾类-罗氏沼虾为研究对象，开展雄性特异性精子蛋白TAP的生理功能研究，探索其在沼虾精巢发育和精子生成过程中的作用规律。采用RNA干扰和动物实验相结合的方法，研究目的基因沉默后，沼虾精巢发育和精子生成的变化情况。在此基础上，从分子水平和动物水平两方面研究入手，探索TAP基因在罗氏沼虾精子生成、成熟和储存中的作用机理。.首先，TAP基因的mRNA在胚胎发育后期的溞状幼体时期开始表达，并随着个体发育的成熟而逐渐增加，其表达量与沼虾的成熟成正相关。同时，TAP基因在雄性生殖系统的中特异性表达，且在罗氏沼虾的精巢生精细胞中大量表达。结合TAP基因在胚胎发育和个体不同发育阶段的时空表达特征，确定开展TAP基因RNA干扰的最佳时间点为淡化的沼虾幼苗。其次，采用RNA干扰和动物实验相结合的方法，研究TAP基因沉默后沼虾精巢发育和精子生成的变化情况。研究结果表明，TAP基因的沉默不影响沼虾雄性生殖系统的外观组成，但使精巢中的生精过程和精子发育进程滞缓，精子的成熟过程减慢。与此同时，TAP基因沉默后性别相关基因的表达发生明显变化-MroDmrt11E基因的表达明显下调，而MroDmrt99B和MroSxl基因的表达明显上调。但TAP基因的沉默对生殖相关基因的表达量没有明显改变。再次，TAP沉默导致精子明胶水解能力发生巨大改变，不再具有水解明胶的能力。同时，TAP基因沉默后精子穿透卵膜能力也明显下降。.综上所述，TAP在精巢中参与精子的生成和成熟及精子水解酶活力的维持，通过改变精子活力相关的蛋白（酶）活性调控精子成熟和活力，从而影响精子的成熟和受精能力。本项目的开展积累虾蟹动物生殖相关功能基因的基础数据，也为虾蟹生殖新基因的发掘及其生理功能研究提供新思路和新方法。