不同倍性鲫鲤GH/IGF-1轴相关因子的表达差异研究

【摘要】鱼类的生长主要是由下丘脑-垂体-肝脏生长轴(GH/IGF轴)所调控的。生长轴(GH/IGF轴)包括有生长激素(GH),生长激素受体(GHR),胰岛素样生长因子(IGF),胰岛素样生长因子受体(IGFR)及其胰岛素样生长因子结合蛋白(IGFBP)等。在脊椎动物,特别是鱼类的整个生长过程中,各激素和因子之间相互调节、配合,共同调控机体的生长,其中与生长激素分泌相关的调节在整个GH/IGF轴中起着举足轻重的作用。因此,在我们研究脊椎动物,尤其是硬骨鱼类生长的过程中,对GH/IGF轴的相关方面进行研究是非常有必要的。本研究室利用远缘杂交的方法,成功的培育出两性可育的异源四倍体鲫鲤并且以异源四倍体为父本与二倍体红鲫为母本交配繁育出三倍体湘云鲫。三倍体湘云鲫不仅在生长速度快、抗逆性强、肉质好等方面具有明显优势,而且在防止自然界种质资源和基因混杂、培育新品种方面具有重要的意义。因而,在我们研究鱼类生长与遗传的过程中,三倍体是一个不可多得的研究材料。本研究将多倍体鲫鲤的生长、繁殖特性与GH/IGF轴相关因子相结合,针对鱼类的生长调节展开一系列相关研究。本研究的主要内容如下：1.探究外源激素雌二醇(E2)等激素对GH/IGF-1轴相关因子的影响。我们对二倍体红鲫和三倍体湘云鲫进行E2等激素的腹腔注射,进而分析GH/IGF-1轴相关因子的表达,包含GH、GHR和IGF-1。此外,雌激素受体(ER)在二、三倍体的肝脏和垂体中的mRNA水平的表达同样被测定和分析。研究显示,在二倍体中外源雌二醇(E2)降低了GHR和IGF-1的表达,但是对于三倍体的这些基因的表达则没有明显的影响。与此同时,三倍体中ER基因表达的缺失导致抑制作用的减弱,甚至丧失。这些结果意味着ER的功能紊乱可能导致在排卵时期雌性三倍体的快速生长。2.采用PCR的方法克隆了普通红鲫、三倍体湘云鲫和异源四倍体鲫鲤GH/IGF轴中的IGFBP-1的部分编码cDNA,并对得到的序列进行了同源性的分析,此研究的开展有利于三倍体湘云鲫快速生长的分子理论的探讨。对获得的红鲫、三倍体鲫鲤和异源四倍体鲫鲤肝脏中约570bp的IGFBP1基因cDNA序列和鲤鱼已知的cDNA序列进行同源性对比分析,发现三倍体鲫鲤和四倍体鲫鲤中同时拥有两种亚型的IGFBP1基因片段,将其命名为IGFBP1a和IGFBP1b,其中三、四倍体鲫鲤中的IGFBPla基因与红鲫的IGFB11基因的同源性接近100%；IGFBP1b基因与鲤鱼IGFBP1基因的同源性也接近100%。从分析结果可知,三倍体和四倍体鲫鲤肝脏同时表达了来自鲤鱼和红鲫的IGFBP1基因。3.采用RT-PCR的方法检测了普通红鲫、三倍体鲫鲤和异源四倍体鲫鲤GH/IGF轴中IGFBPs基因在不同组织和不同发育时期中的表达情况,对表达进行分析。结果显示,IGFBP-1、-2和-3在三种鱼的心脏、肝脏、脾脏、肾脏、肌肉、精巢、卵巢、脑、垂体、鳃和肠中都有表达。IGFBP-1mRNA在三倍体原肠早期开始微弱的表达,IGFBP-2mRNA直到肌节期才被检测到,IGFBP-3mRNA在原肠中期被检测到有表达。我们推论,IGFBP-1、-2和-3具有高度的组织特异性,且在肝脏中有着较高的表达。同时认为,IGFBP-1、-2和-3是由局部组织合成并且作用于IGFs,以调节鱼类的生长和发育过程。
【作者】张毅；
【导师】段巍；刘少军；
【作者基本信息】湖南师范大学，发育生物学，2014，硕士
【关键词】多倍体鲫鲤；GH/IGF轴；性激素；生长；

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