多倍体银鲫nanos2等位多态性、共线性和表达模式分析

为研究生殖干细胞(Germline stem cells, GSCs)的标记基因nanos2的功能,在银鲫(Carassius gibelio)中克隆了两个nanos2的同源基因(Homologs),将其命名为Cgnanos2a和Cgnanos2b,等位、系统进化树和共线性分析表明,在银鲫进化历程中发生了额外的两轮多倍化事件,是一个异源六倍体。qPCR分析表明Cgnanos2a和Cgnanos2b在5月龄银鲫精巢中的表达水平最高,其次是卵巢;对在孵化后25—190d的卵巢中的表达动态分析表明,孵化后25d的卵巢中的Cgnanos2a和Cgnanos2b转录水平最高,随后表达水平急剧下降;并且Cgnanos2a和Cgnanos2b呈现出偏向表达的特征。切片RNA原位杂交实验结果表明, Cgnanos2a和Cgnanos2b均特异地在银鲫卵巢邻近生殖上皮的胞囊(Cyst)中一类直径小于20μm的细胞中表达, Cgnanos2a在精巢精小囊边缘一类单个或两个紧紧相邻的细胞中高表达,推测是银鲫的GSCs。此外,还可在精原细胞和初级精母细胞中检测到Cgnanos2a和Cgnanos2b的转录本。研究通过对nanos2阳性细胞的追踪描绘了银鲫卵巢早期胞囊的发育过程,为后续分离银鲫GSCs奠定了基础;同时对银鲫nanos2两个歧化的部分同源基因的序列特征、进化及表达特征分析,为研究鱼类多次多倍化事件后重复基因的进化提供了一个典型例子。

多倍体银鲫F系bmp15不同等位基因的分子特征、基因组结构和表达模式

为探究骨形态发生蛋白15(Bone morphogenetic protein 15, bmp15)在银鲫(Carassius gibelio Bloch) F系卵巢发育过程中的表达特征,研究采用cDNA末端快速扩增(RACE)方法首先从银鲫F系卵巢cDNA中克隆了2个bmp15部分同源基因(Homeologs),将其命名为Cgbmp15a和Cgbmp15b,它们各自具有3个不同等位基因。不同脊椎动物Bmp15蛋白序列多重比对和系统进化树均表明,银鲫为异源六倍体,在其进化历程中发生了两轮多倍化,其中早期的异源多倍化整合了来自2个原始祖先的染色体组,导致银鲫和鲫的四倍体共同原始祖先基因组中包含bmp15a和bmp15b;随后第二轮同源多倍化最终导致银鲫存在6个bmp15等位基因。bmp15基因及其邻近基因同线性分析表明,银鲫在形成异源多倍体后,其基因组发生了复杂的变化,包括bmp15邻近基因的丢失。Cgbmp15a和Cgbmp15b均主要在卵巢中表达,在皮质泡期卵母细胞中表达量最高;无论是在银鲫成体组织还是不同发育阶段的卵子中, Cgbmp15a的表达水平显著高于Cgbmp15b的表达水平。在孕酮激素DHP体外诱导银鲫F系GV1期卵母细胞6h后, Cgbmp15a开始上调表达,诱导8h后达到最高表达水平,随后下降;而Cgbmp15b在诱导8h后表达水平有微弱上调,随后下降。上述的结果表明, Cgbmp15a和Cgbmp15b在银鲫F系成体组织和不同发育和成熟阶段的卵子中,均表现出偏性表达的特征,暗示Cgbmp15a在银鲫的卵母细胞发育和成熟中起着主要作用。