不同體色鯽的體色發(fā)育研究.pdf

1、魚類具有五彩斑斕的體色，魚類體色的復(fù)雜性可能與魚類廣泛存在的基因組復(fù)制有關(guān)。鯽和鯉是淡水養(yǎng)殖的兩大優(yōu)良魚類，經(jīng)過長期定向選育獲得了不少具有重要觀賞和經(jīng)濟價值的觀賞魚品種。本論文以白鯽、紅鯽和紅白花鯽三種不同體色的鯽為材料，對三種鯽體色進(jìn)行比較觀察，掌握三種鯽早期體色發(fā)育的特點，在此基礎(chǔ)上，克隆了鯽的幾種重要體色基因并研究其在不同體色鯽體色形成中的表達(dá)，探究了鯽成體色素干細(xì)胞及其在色素圖式形成中的作用。相關(guān)研究成果為進(jìn)一步解析魚類體色形成

2、的發(fā)育機制奠定了基礎(chǔ)，也為經(jīng)濟觀賞魚類的選育和品質(zhì)改良提供理論指導(dǎo)。具體研究結(jié)果分述如下:
　　1.結(jié)合冰凍切片和超薄切片方法，對三種不同體色鯽皮膚組織色素細(xì)胞進(jìn)行了細(xì)胞和亞細(xì)胞水平觀察。黑色素細(xì)胞有樹突分枝狀和團(tuán)塊狀兩種形狀，電鏡下觀察，黑色素細(xì)胞中分布著大量的高電子密度的黑色素小體;黃色素細(xì)胞及紅色素細(xì)胞呈團(tuán)粒狀，電鏡下，黃色素細(xì)胞及紅色素細(xì)胞質(zhì)中存在著喋啶小泡和類胡蘿卜素小泡，比較而言，黃色素細(xì)胞喋啶小泡數(shù)目較紅色素細(xì)胞多，

3、而紅色素細(xì)胞則含有大量的類胡蘿卜素小泡;虹彩細(xì)胞呈現(xiàn)銀白、淡藍(lán)和紫色，電鏡下可觀察到虹彩細(xì)胞內(nèi)含有豐富的結(jié)晶小體。白鯽皮膚中觀察到黑色素細(xì)胞、黃色素細(xì)胞、紅色素細(xì)胞和虹彩細(xì)胞等色素細(xì)胞類型;紅鯽皮膚中存在著豐富的黃色素細(xì)胞、紅色素細(xì)胞和虹彩細(xì)胞，沒有觀察到黑色素細(xì)胞;紅白花鯽的白色皮膚中則僅觀察到虹彩細(xì)胞一種色素細(xì)胞類型，其紅色皮膚色素細(xì)胞組成與紅鯽皮膚相似。
　　2.三種不同體色鯽的鱗片及鰭色素細(xì)胞組成基本與皮膚組織一致。白鯽鱗

4、片有黑色素細(xì)胞、黃色素細(xì)胞、紅色素細(xì)胞和虹彩色素細(xì)胞四種類型;紅鯽鱗片和花鯽紅色鱗片則觀察到黃色素細(xì)胞、紅色素細(xì)胞和虹彩色素細(xì)胞三種類型;花鯽白色鱗片則只有虹彩細(xì)胞。鰭是皮膚的衍生物，對三種不同體色鯽魚鰭色素細(xì)胞的觀察顯示魚鰭和相鄰體位皮膚、鱗片具有一樣的色素細(xì)胞組成。
　　3.對三種不同體色鯽早期體色形成過程進(jìn)行了跟蹤觀察。白鯽、紅鯽和紅白花鯽胚胎發(fā)育期都觀察到黑色素細(xì)胞的發(fā)生，孵化出膜后先后出現(xiàn)黃色素細(xì)胞、紅色素細(xì)胞及虹彩細(xì)胞

5、。白鯽、紅鯽和花鯽早期幼苗體色都呈淺青灰色，2月齡前后，紅鯽和花鯽皮膚黑色素細(xì)胞逐漸減少，體色發(fā)生“青轉(zhuǎn)紅”或“青轉(zhuǎn)花”的變化，3月齡時基本形成全紅或紅白鑲嵌的成體體色。
　　4.在對不同體色鯽或鯉體色性狀遺傳的統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)上，建立了鯽和鯉的體色遺傳的回歸模型。擬合結(jié)果顯示，無論是鯽，還是鯉，親本黑色表型對后代的紅色表型都會產(chǎn)生負(fù)相關(guān)的影響;對于鯉來看，親本黑色表型對后代紅色表型這種負(fù)影響的程度更大于鯽。
　　5.克隆獲

6、得了紅鯽Mitfa，Slc7a11和Pnp4a體色基因的全長cDNA。紅鯽Mitfa cDNA全長1578bp，編碼412個氨基酸，與斑馬魚Mitfa基因氨基酸同源性達(dá)91.5％;Slc7a11全長1782bp，編碼496個氨基酸，與斑馬魚Slc7a11基因氨基酸同源性達(dá)93.7％; Pnp4a全長1535 bp，編碼291氨基酸，與斑馬魚Pnp4a基因氨基酸同源性達(dá)95.1％。
　　6.RT-PCR檢測了Mitfa、Slc7a1

7、1和Pnp4a在三種不同體色鯽胚胎及成體組織中的表達(dá)，分析結(jié)果顯示:Mitfa、Slc7a11和Pnp4a在鯽胚胎中均表達(dá)。值得關(guān)注的是，黑色素干細(xì)胞重要標(biāo)記基因Mitfa在無黑色素表型的紅鯽和花鯽成體皮膚組織中仍有表達(dá)，初步認(rèn)為Mitfa基因不僅參與了黑色素細(xì)胞分化和發(fā)育，而且可能與魚類非黑色素細(xì)胞的發(fā)育也密切關(guān)聯(lián)。
　　7.在1-2月齡鯽的尾鰭基部觀察到一條非常明顯的“淺色帶”。尾鰭再生實驗顯示，術(shù)后尾鰭能夠從基部保留的“淺色

8、帶”再生并保留了其原有的色素圖式。免疫組織化學(xué)分析發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞標(biāo)記因子Sox2、 Oct4以及黑色素干細(xì)胞標(biāo)記因子Mitfa在該“淺色帶”的細(xì)胞中表達(dá);分離“淺色帶”細(xì)胞并體外培養(yǎng)，也檢測到Mitfa+細(xì)胞。研究證實，“淺色帶”是鯽尾鰭黑色素干細(xì)胞的富集區(qū)。Real-time qPCR分析顯示，Sox2 mRNA的水平自“淺色帶”到尾鰭近端向遠(yuǎn)端逐漸降低;而Mitfa mRNA的水平尾鰭近端高于淺色素帶，遠(yuǎn)端尾鰭中最低，與再生尾鰭的色素細(xì)