Activin和Follistatin基因在不同倍性鲫鲤的表达及育性相关性研究

世界上首次培育成功的两性可育异源四倍体鲫鲤群体在生物进化和鱼类遗传育种方面都具有重要意义。用雄性四倍体鲫鲤与雌性二倍体日本白鲫交配产生了不育三倍体湘云鲫。四倍体、三倍体鱼的形成为不同倍性鱼的生物学特征比较提供了重要的生物学平台。鱼类GTH分泌调控和卵巢发育的调控研究是鱼类生殖内分泌研究的重要内容。Activin和Follistatin因子在垂体GTH表达调控和性腺发育调控起到关键性作用。本项目拟开展Activin和Follistatin基因在不同倍性鲫鲤的表达的比较研究，并结合Gthβ和Gthr基因表达差异，以期找到ActivinβA、βB和Follistatin基因差异性表达与GTH分泌调控及卵巢发育之间的关联，为进一步了解四倍体鱼可育及三倍体不育的分子内分泌学机制提供理论依据。

四倍体、三倍体鱼的形成为不同倍性鱼的生物学特征比较提供了重要的生物学平台。Activin 和Follistatin 因子在性腺发育调控起到关键性作用。Activin通过旁分泌或自分泌方式调节FSH、LH、GH等激素的合成和分泌及卵泡颗粒细胞功能。卵泡抑素作为调节垂体促卵泡激素FSH分泌的反馈调节因子，以高亲和力与活化素蛋白特异性结合，在多种组织里中和或者阻断活化素生物学效应的发挥。通过RT-PCR和RACE方法，本项目获得了不同倍性鲫鲤Follistatin和ActivinβA、βB基因cDNA全长：其中红鲫Follistatin全长1243bp，三倍体湘云鲫Follistatin全长1250bp，异源四倍体鲫鲤Follistatin全长1248bp，这三种鱼各自都编码含322个氨基酸的Follistatin蛋白；红鲫和异源四倍体鲫鲤ActivinβA全长均为1788bp，三倍体湘云鲫ActivinβA全长1796bp，这三种鱼各自都编码含404个氨基酸的ActivinβA蛋白；红鲫ActivinβB全长2292bp，三倍体湘云鲫ActivinβB全长2291bp，异源四倍体鲫鲤ActivinβB全长2287bp，这三种鱼各自都编码含392个氨基酸的ActivinβB蛋白。同源性分析表明这三个基因在功能及其进化上具有很高的保守性。通过RT-PCR方法检测了Activin βA、βB和Follistatin基因在不同倍性鲫鲤不同组织的分布情况，结果表明Activin βA、βB和Follistatin基因虽然在不同组织的表达存在一定的差异性，但是这三个基因都在卵巢中表达，表明这3个基因在卵巢发育中具有一定的作用。通过Real-time PCR方法检测了Activin βA、βB和Follistatin基因在不同倍性鲫鲤卵巢中的表达差异，研究表明三个基因在三倍体鱼卵巢中过量表达，推测这3个基因的过表达可能与其不育有关。运用免疫组化方法比较分析了Follistatin蛋白在二倍体红鲫和三倍体湘云鲫卵巢中的组织定位。结果表明Follistatin蛋白促进了不同倍性鱼的卵子成熟。本项目已发表学术论文6篇，其中SCI论文3篇，另有两篇文章正在整理投稿中；项目主持人共参加3次国内学术会议，获得了2011年国家科技进步二等奖1项（排名第6）；本项目联合培养毕业博士2名，硕士1名。