雌牙鲆CYP19A基因启动子“CpG”岛区的单核苷酸多态性及与繁殖性能的关联分析

芳香化酶基因(CYP19)编码的芳香化酶是雄激素转化为雌激素的关键酶,在鱼类性腺发育及繁殖内分泌过程中起着重要的作用。本研究采用聚合酶链式反应-单链构象多态(PCR-SSCP)和放射性免疫方法(RAI)对61尾雌牙鲆进行了CYP19A基因启动子CpG岛区多态性检测,并将其与繁殖性能进行了关联分析。CpG岛区存在3种类型的基因型(pattern1、pattern2、pattern3),经测序发现CpG岛区有以下突变:T-1927插入或缺失、C-1899插入或缺失、T-1772C、C-1766T、TGTCAAC-1752^-1744插入或缺失(11个SNPs连锁突变)。方差分析结果表明:此位点对雌二醇(E2)水平的效应达到显著(P<0.05)水平,经多重比较分析,具有pattern1基因型的个体的雌激素(E2)水平显著低于pattern2和pattern3基因型个体的雌激素水平(P<0.05),同时pattern1基因型的个体的mRNA表达量显著低于pattern2和pattern3基因型个体的mRNA表达量(P<0.05)。以上结果表明,CYP19A基因调控区甲基化位点突变可能导致芳香化酶的表达量,进而影响牙鲆繁殖内分泌过程;同时也阐明了这些与牙鲆繁殖性状相关的SNPs可以用于生产实践中进行标记辅助选择具有优良繁殖性能的牙鲆。

食蚊鱼CYP19a基因的克隆与序列分析

硬骨鱼类CYP19基因与生物的性别分化和激素调节相关,因此可开发用来探究环境激素污染与基因表达的关系。本研究首次克隆和分析了食蚊鱼CYP19a cDNA的全系列,为将CYP19基因作为监测环境激素生物标志物的研究提供了全面的实验数据。根据CYP19a基因c DNA保守区域设计引物,扩增保守区域并测序。采用RACE法扩增食蚊鱼CYP19a基因c DNA序列全长,对其蛋白序列进行同源性分析,并将序列应用于CYP19a mRNA转录水平的RT-PCR法检测中。成功克隆食蚊鱼CYP19a基因全长,获得CYP19a基因总长为2020 bp,ORF为238～1791 bp,共编码518个氨基酸,对其编码的蛋白质进行有关信号肽、跨膜螺旋、亲水性/疏水性、一级结构、二级结构和三级结构分析,与其他硬骨鱼类底鰆、青鰆、平鲷、鲫、鲤和斑马鱼的性腺CYP19a基因作同源性比较,其基因相似度分别为93%、84%、84%、71%、71%和66%。用MEGA6.0软件对19个物种的CYP19a基因进行聚类分析,食蚊鱼CYP19a基因与底鰆、青鰆同源性最高,说明芳香化酶在进化上相对保守。确定从食蚊鱼性腺所克隆的CYP19a基因是芳香化酶基因,证明食蚊鱼的芳香化酶是由CYP19a和CYP19b两种基因编码的。食蚊鱼卵巢芳香化酶具有3个高度保守的片段,并具有催化活性。

兰州鲇性腺型芳香化酶cyp19a1a基因克隆及表达定位分析

【目的】性腺型芳香化酶基因cyp19a1a在硬骨鱼类性腺发育和性别决定过程中具有重要作用,克隆分析该基因在生长和体型性状具有性别二态性兰州鲇(Silurus lanzhouensis)不同组织的表达与定位,并对已获得YY超雄个体的雌雄同体亲本进行不同组织表达验证分析,为加快培育全雄兰州鲇良种新品种提供理论依据和技术支撑。【方法】采用同源克隆和cDNA末端快速扩增(RACE)法获得兰州鲇cyp19a1a全长cDNA序列,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分别检测该基因在3月龄、1龄和3龄兰州鲇正常雌雄鱼和3龄雌雄同体鱼的不同组织表达,并采用免疫组织化学法(IHC)分别检测该基因在3月龄、1龄和3龄正常雌性鱼性腺组织的表达与定位。【结果】cyp19a1a c DNA序列全长为2168 bp,其中5′非编码区(Untranslated region,UTR)53 bp,开放阅读框(OFR)1707 bp,3′UTR408 bp,编码568个氨基酸残基,具有芳香化酶氨基酸序列的保守功能区。兰州鲇cyp19a1a mRNA主要在性腺表达,3龄雌雄同体表达特征与3龄正常繁育个体相同,且卵巢表达量显著高于精巢(P<0.05);正常繁育养殖个体表达量随性腺发育而显著增加。IHC结果显示,不同时期卵巢组织中,卵原细胞仅在3月龄和1龄分布且没有发现阳性信号,卵母细胞在不同时期均有分布且信号随着卵母细胞发育而逐渐增强,其中3月龄至1龄主要分布于胞质,3龄时主要分布于胞质、滤泡膜以及放射膜和鞘膜细胞;不同时期精巢组织中仅在间质细胞有微弱表达。【结论】cyp19a1a基因在兰州鲇卵巢发育和卵细胞生长发育过程中都具有重要作用,对精巢发育和维持以及精子发生具有一定的促进作用,在雌雄同体兰州鲇性腺中的作用和兰州鲇正常繁育个体一致。本研究为鱼类性别决定与分化以及性腺发育调控机制提供了重要的理论依据。

雌二醇和甲基睾酮暴露对食蚊鱼CYP19a表达的影响

探讨17β-雌二醇(E2)和17ɑ-甲基睾酮(MT)暴露对食蚊鱼(Gambusia affinis)CYP19a基因表达的影响。采用静水暴露方法,分别设置2、10、50、100 ng/L E2和MT各4个实验组,并设置对照组和平行组,定量测定第7,14,21,28 d性腺组织CYP19a mRNA表达水平的变化。E2暴露实验结果显示,初始相对较低浓度的E2(2、10 ng/L)对食蚊鱼CYP19a基因的表达起促进作用,而较高浓度的E2(50、100 ng/L)对CYP19a起抑制作用;随着暴露时间的延续,食蚊鱼CYP19a基因的表达受低浓度E2的影响不明显,而高浓度的E2则极明显上调食蚊鱼CYP19a基因的表达。MT暴露的实验结果显示,初始所有MT实验浓度组(2、10、50、100 ng/L)均对食蚊鱼CYP19a基因起促进作用;随着暴露时间的延长,较低浓度MT对食蚊鱼CYP19a基因产生的影响不明显,较高浓度的MT则显著性地抑制食蚊鱼CYP19a的表达。结果表明,两种典型环境激素对食蚊鱼CYP19a基因表达的影响十分显著,鱼类CYP19a基因mRNA表达适合作为环境激素污染的生物标志物。

饥饿对金鱼卵巢型和脑型芳香化酶基因表达的影响研究

采用RT-PCR技术,研究了金鱼性腺型芳香化酶基因(CYP19A)和脑型芳香化酶基因(CYP19B)的表达对饥饿胁迫的响应机制.研究结果表明:正常投喂的雌性金鱼中CYP19A基因mRNA在卵巢、肝脏、肾脏、肌肉、鳃、头肾、脾脏、脑、肠和心脏10个组织均有表达,表达量呈现递减趋势;饥饿胁迫后,CYP19A基因mRNA在脑和卵巢中表达的变化规律基本一致,即饥饿5d时表达量显著降低(P<0.05),随后表达水平维持稳定.正常投喂的雌性金鱼CYP19B基因mRNA在脑、头肾、性腺、脾、肌肉和心脏6个组织中表达呈现递减趋势;CYP19B基因mRNA在脑和卵巢中的表达量,在饥饿5d时表达量显著降低(P<0.05),随后表达水平维持稳定.这些结果说明,雌性金鱼在饥饿条件下,性激素合成关键酶基因在脑和卵巢中的表达量显著降低,可能影响卵巢发育。

鱼类两种缓释催产激素载体临床性能的比较研究

采用组织切片技术和RT-PCR技术研究了海藻酸钠微球和壳聚糖微球作为缓释激素载体在临床上对金鱼基础生物学指标以及CYP19A、GH基因mRNA表达的影响,以检测两种缓释激素载体对鱼类生殖和生长的影响。研究结果表明:缓释材料埋植0、7、14、30、48d后,雌性和雄性金鱼处理组与对照组(埋植0.7%生理盐水组)比较,海藻酸钠微球埋植组和壳聚糖微球埋植组在基础生物学方面没有出现显著性差异;不同处理组中实验鱼性腺组织切片卵巢和精巢的发育均处于同一时期(按照Мейен分期原则);海藻酸钠微球埋植组和壳聚糖微球埋植组中,各次采样组的CYP19A基因表达均没有出现明显性差异;海藻酸钠微球埋植组GH基因各次取样时间均未出现显著性差异,雌性金鱼壳聚糖微粒埋植组GH基因的表达在0、7、14、30采样后显著上升(P<0.05),埋植48d差异消失,雄性金鱼壳聚糖埋植组未出现明显差异。综合显示:作为缓释载体,海藻酸钠微球在临床上的性能较壳聚糖微球更为稳定,而壳聚糖微球对雌性金鱼的GH基因mRNA表达的促进作用更为明显。