摘要: 为研究肉瘤融合基因(fus)在鱼类中的功能,在斑马鱼中利用CRISPR/Cas9基因突变技术使fus基因产生移码突变。fus~(-/-)纯合突变体斑马鱼发育正常并且完全可育,但体长和体重在幼鱼和成年阶段都小于野生型斑马鱼。此外,相较于野生型斑马鱼, fus~(-/-)纯合突变体斑马鱼不存在雌鱼身体比例大于雄鱼的性别异形现象。在fus~(-/-)纯合突变体斑马鱼早期幼鱼发育阶段,一些生长相关基因包括gh1、ghra、igf1、igf2a、stat5.1和socs6的表达水平显著低于野生型斑马鱼但其运动能力并未受到影响。因此,不同于fus基因在哺乳动物中的功能,它在斑马鱼中不参与运动神经元的发育,但在调节鱼类躯体生长发育与两性生长异形方面有着重要的功能。

摘要: 为研究雄激素受体(Androgen receptor, Ar)在卵巢发育中的作用机制,文章以雄性激素受体敲除的雌性斑马鱼(Danio rerio; ar~(–/–))为研究对象,利用ELISA和蛋白质免疫印迹等方法分析Ar对斑马鱼肝脏中卵黄蛋白原(Vitellogenin, Vtg)产生、母体营养通过Vtg运输、卵黄形成和卵巢成熟的影响。研究发现在ar~(–/–)雌性斑马鱼的肝脏中, Vtg的产生和雌激素受体的表达水平显著降低。在ar~(–/–)雌性斑马鱼中的卵巢质量、脂质含量和类胡萝卜素含量均显著下降,表明Ar的缺失可导致雌性斑马鱼通过Vtg转运到卵巢的脂质和类胡萝卜素等营养物质供应减少。此外, ar~(–/–)雌性斑马鱼中与卵巢发育相关的几个基因转录表达水平显著下调,这与卵巢发育异常存在相关性。研究结果表明, Ar的缺乏可通过对肝脏中的雌激素受体表达的影响,降低肝脏Vtg蛋白的合成,从而损害由Vtg向卵巢的营养物质运输和卵黄的正常形成,影响卵巢发育。研究阐明了雄激素信号通路与体内肝脏Vtg产生之间的联系。

摘要: 研究基于四级阻抗技术的在线生物监测系统,参照国家地表水环境质量标准(GB3838-2002)中对Ⅰ类和Ⅳ类地表水氨氮质量标准的限值分类,探究0.15和1.5 mg/L氨氮胁迫下15d内斑马鱼(Danio rerio)行为响应,为环境胁迫下斑马鱼的行为响应提供数据支撑。实验采用斑马鱼游动强度和速率综合行为强度来反映其行为变化,对实验数据进行SPSS差异性分析、自相关分析(Autocorrelation)和自组织神经网络(Self-organization mapping net, SOM)分析。研究结果:(1)在对照组中,行为强度数据平均值为0.69±0.13,光周期行为强度数据(0.73±0.13)高于暗周期(0.66±0.14; P<0.01),且光暗周期差异值为10.61%;在氨氮胁迫组(NH3-N, 0.15和1.5 mg/L)实验中,斑马鱼行为强度平均值分别为0.68±0.09和0.64±0.09,差异值分别为7.6%和18.64%,与对照组相同,光周期行为强度明显高于暗周期(P<0.01),证明斑马鱼的昼夜节律性。(2)在氨氮胁迫下斑马鱼行为响应最显著的特点是行为活动遭到抑制。低浓度胁迫轻微抑制,高浓度胁迫严重抑制。在有效氨氮浓度下,浓度越高,抑制作用越明显(P<0.001)。(3)斑马鱼行为响应具有显著的昼夜节律现象。Autocorrelation中正负相关峰值交替性出现,总体表现出较为良好的对称性和以24h循环的周期性,通过SOM分析,大部分行为强度数据与光暗周期时间分布相匹配,说明斑马鱼的昼夜节律现象。研究表明斑马鱼行为响应具有明显的昼夜节律现象,光周期行为强度高于暗周期,周期为24h左右;在氨氮胁迫下斑马鱼行为强度遭到抑制,在有效氨氮浓度下浓度越高,抑制作用越明显,出现时间节点延迟和聚类分析异常的现象。研究使用第三代在线生物行为监测系统,其灵敏性和精确度显著提高,能够实时准确反映氨氮胁迫下斑马鱼的行为响应变化,也表明在线生物监测技术在水生生物行为学研究中发挥着不可或缺的作用。

摘要: 研究以斑马鱼(Danio rerio)为研究模型,选择心脏和血管荧光标记的2个品系斑马鱼为实验材料,设定低氧和常氧2种水体溶氧条件,用荧光显微镜检测低氧胁迫对胚胎形态结构、心脏和血管外部形态、心率、胚胎躯干部主要血管形成的影响。研究发现低氧导致胚胎存活率低于常氧。低氧不仅滞后胚胎发育,而且造成胚胎形态异常。低氧胁迫后斑马鱼胚胎心包水肿、心管发育停滞,心脏虽有房室之分,但其不能向右环化。斑马鱼胚胎血管发育受低氧影响也较大,低氧使胚胎背主动脉和后主静脉直径变窄、后主静脉到背部纵向血管距离变短,胚胎体节间血管生长异常,脊索旁血管特异性消失,肠下静脉血管未出现。为进一步探讨低氧影响斑马鱼胚胎心血管发育的机制,使用整胚原位杂交(ISH)和qPCR检测溶氧对心血管发育相关基因表达组织和表达量的改变。结果提示低氧可能通过Tbx5基因影响心脏的环化过程,心脏环化障碍是低氧引起心脏发育异常的始发环节。低氧可能通过VGEF/VGEFR途径和Notch信号途径影响胚胎血管的正常发育。综上,低氧导致斑马鱼胚胎发育显著滞后,心脏和血管形态发育缺陷,发育相关基因表达异常。斑马鱼早期胚胎发育受低氧胁迫后对成体的形态结构和生理机能有何影响,还需进一步研究。

摘要: 研究利用CRISPR/Cas9技术构建了斑马鱼elovl8a~(-/-)、elovl8b~(-/-)和DKO(elovl8a和elovl8b)敲除模型,通过组织学观察、实时荧光定量PCR和脂肪酸组成分析等实验方法,探究了脂肪酸延长酶8(elovl8)缺失对斑马鱼抗冷胁迫能力的影响。结果表明elovl8缺失导致斑马鱼在低温环境下的存活率显著降低,肝脏伴有明显的脂质沉积和脂肪病变。实时荧光定量PCR结果显示elovl8a和elovl8b缺失造成脂质代谢相关基因的显著变化:elovl8a~(-/-)肝脏中硬质酰-辅酶A脱氢酶(scd)和乙酰辅酶A羧化酶a(acaca)转录水平显著升高,脂肪分解基因包括脂肪甘油三酯脂肪酶(pnpla2)、激素敏感性脂解酶a(lipea)和脂蛋白脂解酶(lpl)表达量显著下降。elovl8b~(-/-)肝脏中脂肪合成酶(fasn)、scd、acaca及pnpla2、lipea和lpl表达水平都显著升高,而DKO肝脏中脂质代谢基因表达都显著下降。脂肪酸分析显示,在低温胁迫下elovl8的缺失造成肝脏C20:0脂肪酸的显著累积,表明elovl8可能对C20:0的延长有作用。研究证明了elovl8在斑马鱼抗冷胁迫过程中起到重要作用,为后续鱼类抵抗低温机制的研究提供新的思路。