基于单细胞水平的孕二烯酮诱导雌性西部食蚊鱼雄性化的研究

【目的】从单细胞转录组水平研究雌性西部食蚊鱼(Gambusia affinis)性别逆转过程中涉及到的性腺细胞分化发育和基因表达变化,探讨孕二烯酮(Gestodene,GES)作用下食蚊鱼性别反转的分子机制。【方法】将培养驯化2个月后的性成熟雌性食蚊鱼暴露于浓度为500 ng/L的孕二烯酮溶液中进行培养,于第4、8周取样观察其形态变化,并分别取正常雌性对照、雄性对照、暴露4周和8周样本的性腺制成单细胞悬液,进行单细胞转录组测序并分析。【结果】经孕二烯酮处理后的雌性食蚊鱼形态上出现臀鳍类生殖足现象。单细胞转录组测序结果发现,雄性食蚊鱼和雌性食蚊鱼的性腺具有完全不同的细胞构成。雄性食蚊鱼性腺主要由成纤维细胞、雄性生殖细胞、上皮细胞和原始生殖细胞构成,而雌性性腺主要由内皮细胞、成纤维细胞、卵母细胞和原始生殖细胞构成。暴露4、8周后雌性食蚊鱼性腺中出现少量的雄性生殖细胞,且原始生殖细胞数量明显上升。进一步分析发现,原始生殖细胞中性别决定关键基因出现差异化表达情况。细胞轨迹分析表明,部分原始生殖细胞出现向雄性分化的特征,其中有2477个基因在两个不同的分化方向表现出不同的表达模式。KEGG通路富集分析结果表明,Toll-like receptor、TGF-beta、Notch等信号通路参与原始生殖细胞向雄性化逆转的过程,甘氨酸,丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸代谢、氨基糖和核苷酸糖代谢等途径也与该过程相关。【结论】雌性食蚊鱼经孕二烯酮诱导后,在形态学上出现臀鳍雄性化特征,性腺中有部分原始生殖细胞向雄性生殖细胞转化。原始生殖细胞中性别决定关键基因amh、fabp3、dmrt1、wt1a、wt1b、cyp19a1a和fgf16出现差异化表达情况。Toll-like receptor、TGF-beta、Notch和一些氨基酸代谢信号通路参与了原始生殖细胞向雄性化逆转的过程。

武汉地区西部食蚊鱼的生长、死亡系数及种群补充模式

基于2012年4月—2013年3月在武汉地区两样点调查的西部食蚊鱼数据,运用FAO开发的长度频率数据分析软件FiSATⅡ对西部食蚊鱼的生长、死亡系数以及种群补充模式进行了估算。西部食蚊鱼全长范围为8.30-44.86mm,其中优势全长为16-26 mm,占总数的69.17%;雌雄性别为2.63:1,与1:1存在显著性差异;鳞片观察发现仅存在0^+、1^+两个年龄组;雌雄样本全长与体重的关系式分别为W=4.686×10^(-6)L^(3.299)(R^2=0.953),W=1.008×10^(-5)L^(2.989)(R^2=0.903);von Bertalanffy生长方程各参数为:雌性样本极限全长L_∞=45.20 mm,生长系数k=0.52 a^(-1),起始生长年龄t_0=-0.47a,雄性样本极限全长L_∞=33.60 mm,生长系数k=0.53 a^(-1),起始生长年龄t_0=-0.50 a;雌性样本和雄性样本的自然死亡系数M分别为1.64 a^(-1)、1.81 a^(-1),而总死亡系数Z分别为2.29 a^(-1)、2.37 a^(-1);种群补充模式表明,每年4-9月份为西部食蚊鱼的主要补充期。西部食蚊野生种群表现出了寿命短、生长速度快、自然死亡率高、种群补充时间长等特征,表明该物种是一种典型的r对策物种。据此我们提出了针对性的防控措施:阻止其引入,尽早发现并根除该物种。

双酚A对雄性西部食蚊鱼行为及生长和生殖性状的影响

为了揭示双酚A(BPA)对雄性西部食蚊鱼个体表型的影响,本研究以我国西部食蚊鱼为研究对象,通过检测0μg/L、15μg/L和225μg/L的BPA暴露下雄鱼的性格特征、生殖行为以及生长和生殖性状的差异,探讨BPA对水生生物的潜在影响。结果表明:(1)15μg/L的BPA暴露显著减弱雄鱼的勇敢度(P<0.05),225μg/L的BPA暴露显著增强雄鱼的社会度(P<0.05);(2)225μg/L的BPA显著降低雄鱼的脂肪含量(P<0.05)。因此,BPA可以改变雄性西部食蚊鱼的个体表型,并对野生西部食蚊鱼的生存产生负面影响。