皮质醇对虹鳟卵黄蛋白原（vtg）合成的作用机制研究

Rainbow trout (Onchorynchus mykiss) is a species of the teleost family salmonidae of the order salmoniformes. The eyed eggs are imported for artificial incubation because of the low reproduction rate of rainbow trout in China, in order to alleviating the lacking condition of rainbow trout fry. Studies around the word have revealed that HPI (hypothalamus-pituitary-interrenal) axis is also involved in the sexual development of fish. The mechanism of rainbow trout vitellogenin synthesis influenced by cortisol, however, is not clear. Therefore, depending on the method of bioinformatics, histology, physiology, and molecular biology, we will explain the mechanism of rainbow trout vitellogenin synthesis which disturbed by cortisol. 1) Analyzing the role of different cortisol levels in the process of gonadal development. 2) Measuring the influence of different cortisol levels in estrogen synthesis of ovarian and vitellogenin synthesis of liver. Then, screening the optimum cortisol concentration which promoting the synthesis of vitellogenin, and investigating the correlation between the cortisol levels and vitellogenin synthesis. The purpose of this study is to provide the theoretical basis and data to solve the problem of rainbow trout breeding and improve their reproduction rate in China.

虹鳟（Onchorynchus mykiss），属于鲑形目，鲑科，大麻哈鱼属。由于国内虹鳟存在繁殖率低下等特点，现在国内大部分以购入发眼卵进行人工孵化，进而缓解苗种缺乏的状况。国内外研究表明：下丘脑—垂体—肾间组织轴（HPI）也在不同程度上参与鱼类性腺发育，但皮质醇对虹鳟卵黄蛋白原合成的影响机制还不清楚。因此，本项目以虹鳟为研究对象，运用生物信息学、组织学、生理学和分子生物学技术相结合的方法，研究皮质醇对虹鳟卵黄蛋白原（vtg）合成的影响。1）分析虹鳟不同皮质醇水平在性腺发育过程中所起的作用；2）测定不同浓度皮质醇对虹鳟卵巢组织雌激素合成的影响以及肝脏组织卵黄蛋白原合成的影响，筛选出促进虹鳟卵黄蛋白原合成的最适皮质醇浓度，探讨皮质醇对虹鳟卵黄蛋白原（vtg）合成的作用机制。为解决国内虹鳟繁殖问题、提高繁殖率提供理论基础和数据支持。

虹鳟（Onchorynchus mykiss），属于鲑形目，鲑科，大麻哈鱼属。由于国内虹鳟存在繁殖率低下等特点，现在国内大部分以购入发眼卵进行人工孵化，进而缓解苗种缺乏的状况。因此，促进虹鳟卵母细胞的发育、提高虹鳟繁殖力成为现在迫切解决的一大问题。本研究从三个方面：1）虹鳟血清皮质醇对卵母细胞发育的作用研究发现：皮质醇和其受体基因（nr3c1）在不同程度上参与了虹鳟卵母细胞的发育与成熟。另外，皮质醇还可通过诱导雌二醇的分泌、雌激素受体基因（ers）的表达，进而促进卵黄蛋白原基因（vtg）的表达，使血清卵黄蛋白原含量升高，最终促进虹鳟卵母细胞的发育与成熟。2）皮质醇对虹鳟离体卵巢组织雌激素合成的调控机制研究发现：虹鳟短时间内的应激对卵巢雌二醇的合成具有诱导作用，且在一定时间内可通过诱导雌二醇的合成来刺激内源性卵黄蛋白原的合成，进而促进卵黄的积累，卵母细胞的发育，但长时间应激，这种诱导作用会有所下降。性腺发育相关基因也在不同程度上参与皮质醇调控的内源性卵黄蛋白原的合成，但作用不明显。3）皮质醇对虹鳟离体肝脏组织卵黄蛋白原合成的调控机制研究发现：虹鳟在一定时间内的应激造成的皮质醇水平的升高可刺激外源性卵黄蛋白原的合成，且高浓度皮质醇的诱导作用更为明显，进而促进卵黄的积累，卵母细胞的快速发育，但随着应激时间的延长，这种诱导作用会减弱。同时，ers基因可在不同程度上参与调控外源性肝脏卵黄蛋白原的合成。综上所述，皮质醇可通过诱导性腺雌二醇的合成来诱导内源性和外源性卵黄蛋白原的合成，而且诱导作用随着皮质醇浓度的升高而升高，vtg基因、nr3c1基因以及ers基因也在不同程度上参与皮质醇诱导的卵黄蛋白原的合成。另外，短时间应激导致的皮质醇升高，对卵母细胞发育的促进作用更为明显，这种促进作用随着应激时间的延长而减弱。因此，本研究结果为促进虹鳟性腺发育、提高繁殖率、进而为解决国内虹鳟繁殖问题提供理论基础和数据支持。