水产动物性别决定的相关因素.ppt

水产动物性别决定的相关因素 演讲提纲 研究意义环境因子对水产动物性别的影响水产动物性别决定相关基因展望 研究意义 许多养殖水产动物的生物学性状在雌雄鱼之间存在较大的差异 因而开展性别决定机制的研究对实现动物性别的人为控制等都有着重大的现实意义 对于研究鱼类性腺的分化规律对研究水产动物进化史和发育史具有重要的意义 温度 温度诱导水产动物性别分化的机理尚处于探索中 那么 温度如何影响水产动物的性别分化 就鱼类来说 较为认同的看法是温度影响体内性激素 雄激素和雌激素 的产生 在雄激素的作用下 鱼会趋向雄性分化 而在雌激素的作用下 鱼则趋向雌性分化 基因型雌性斑马鱼 表型雄性 卵母细胞凋亡 性腺中的芳香化酶活性降低 高温诱导 大西洋月银汉鱼受精卵 雄性个体占58 30 17 25 雄性占88 雄性个体占85 雄性占25 泥鳅 11 19 20 25 雄性个体占86 那么怎么样调控育苗养殖水温呢 调节水温方式 目前水产养苗池调节水温的一般方法是 由人工用温度计到各池中测量温度数值 把实测温度与标准温度比较 根据比较结果对供热水阀门进行必要的调节 过一段时间后 还需再次对各水池的温度进行检测以决定下一步的调节方向 有的采用中间池预混合 高科技自动化 采用步进电机并结合PID 工业自动化术语 反馈调节控制热水阀的开启角度实现池水的加热 同时采用变频器来控制风机的转动来实现池水的降温 相应降低了系统的功耗 系统能够根据仔苗孵化温度曲线的要求 实现育苗池的温度自动检测和智能控制 控制系统工作流程 泰国最美人妖 激素 外源激素可起到性逆转作用 这在大部分鱼类中已实现 通过使用甾类激素在性腺分化的关键时期处理幼鱼 可得到单性或原发单性种群 这给鱼类性别决定研究提供了一个启示 在个体发育过程中 甾类激素可能是性分化过程中的一个重要因素 性激素 睾丸分泌的为雄性激素 卵巢分泌的为雌性激素 在雌性激素作用下皮质部分化为卵巢 髓质部不发育而呈雌性具有产卵生殖功能 反之 在雄性激素作用下 鱼会变成雄性 性激素的处理方法 投喂 浸浴 注射 常用 在发展渔业生产过程中 若想增加雌性鲤鱼和鲫鱼等鱼类的数量 可采用雌性激素进行处理 即在鱼苗池中子鱼开始摄食时 将饲料中添入一定量的苯甲酸二醇 连续处理2个 3个月 雌性比例就可以达到95 左右 同样 用雄性激素甲基睾丸酮处理罗非鱼 黄鳝等鱼苗 可获得99 以上的雄性鱼 经过处理后的鱼类因性别单一 密度固定 不仅生长快 而且成本低 一般可增产30 左右 人吃了这些食用过激素的鱼有危害吗 一是可能出现过敏反应 二是会导致腹泻 三是在身体内残留的激素浓度过高会引起肿瘤 四是有可能引起早熟 种间杂交 利用种间杂交可以获得全雄或全雌 还可以产生中性不育鱼 且对于某些鱼类杂种优势相当明显 利用种间杂交和激素诱导相结合的方法在水产养殖中也比较广泛 莫桑比克罗非鱼雌性 霍诺鲁姆罗非鱼雄性杂交 100 的雄性后代 尼罗非鲫 雌 奥利亚非鲫 雄 全雄后代 莫桑比克非鲫 雌 角非鲫 雄 全雄后代 人工诱导雌核发育 雌核发育是鱼类单性生殖的一种重要生殖方式 它由两性参与 但进入卵内的同种或异种精子不参与发育 只起激活卵子作用 卵子的发育完全在雌核的控制下进行 因此得到的后代全部表现母性性状 需要解决两个问题 精子遗传物质的失活 单倍体卵子的二倍体化 辐射处理 温度休克和静水压处理 大黄鱼精子 受精后的卵子 适宜剂量的紫外线照射 用0 3 的低温海水或静水压处理 获得雌核发育二倍体大黄鱼 人工诱导雄核发育 雄核发育是指在雄核控制下进行发育的一种特殊的有性生殖方式 它也是鱼类单性发育的重要组成部分 人工诱导雄核发育方法与人工诱导雌核发育相类似 主要包括雌核染色体灭活和雄二倍体化两个步骤 人工诱导三倍体 三倍体鱼类最大特点是它的不育性 运用三倍体的不育性 可以提高成熟鱼的生长率 成活率 抗病性以及延长鱼类寿命 控制鱼类的繁殖 防止对天然资源的干扰 人工诱导三倍体鱼类的方法 物理 化学 生物 冷休克 热休克 静水压休克 优于温度休克 较高的诱导率 较高的孵化率 2n 诱导三倍体鱼产生过程 已抑制第二极体排放的卵子 2n n 精子 休克 精子保留 3n 行为对性别分化的影响 有些生物在其一生中有由一种性别变化为另一种性别的现象 但在一段特定的时间里只会表现出一种性别 这种生物改变性别时机的选择取决于社会环境的激发因素 例如占支配地位的个体消失等 欧洲红海中的一种红鲷鱼 由二十多条构成一个群体 其中只有一条雄鱼 如果雄鱼死去 则雌鱼中的活动能力最强的一条卵巢变小并消失 雄性性腺开始发育 最后变成雄鱼 Sox基因家族的研究 sox基因家族参与诸如性别决定 骨组织的发育 血细胞生成 神经系统的发育 晶状体的发育等多种早期胚胎发育过程 其表达具有时空特异性 在胚胎发育过程中可在多种组织中表达 同一种sox基因在不同的组织中具有不同的功能 另一方面 不同的sox基因在不同的组织中可以具有相似的功能 甚至可以相互替代 功能冗余是十分常见的 Dmart基因家族的研究 研究者最初在与人性反转相关区段9p24 3处发现了Dmrt1基因 该基因具有一个锌酯样的DNA结合结构域 称为DM结构域 DM结构域以调节目的基因转录的方式来调节发育过程 虽然处于常染色体上 但在雌雄中的表达量有差异 Dmrt基因家族同Sox基因家族都是参与发育调控过程中担负着多种功能 有着非常重要的理论和应用价值 DAX I基因 DAX I基因是位于X染色体剂量敏感性反转决定区上的一个候选基因 与先天性肾上腺发育不全有关 是一个强有力的转录抑制子 这个基因在人类和鼠类中有过较多的研究 人们发现DAX I基因和SRY基因具有拮抗作用 DAX1表达量的增加可抵消SRY基因的作用 干扰睾丸的分化发育 导致个体向雌性发育 DMY基因的研究 在鱼类性别决定研究中 人们在小型模式动物青鳉体内发现了一个性别决定基因DMY 这是首次在非哺乳类的脊椎动物体内发现了性别决定候选基因 这个基因的发现弥补了线虫 果蝇与哺乳动物在性别决定研究中的缺口 同时迄今为止 DMY基因是鱼类在Y染色体上找到的 证明与精巢发生和分化最充分相关的一个性别决定功能基因 锌指蛋白基因ZFY ZFY基因编码的蛋白其氨基酸组成了许多指环状 中间有锌桥连接 故也称为锌指蛋白 该蛋白由于具有明显的可与DNA结合的结合位点 因此被认为能够参与基因表达调节 在性别分化的级联过程中作为一般转录因子或担任某一角色 SRY基因 哺乳动物SRY基因位于Y染色体上 目前 已有很多研究发现 胡子鲶 斑马鱼 泥鳅等鱼类的基因组DNA能与人的SRY探针结合 说明这些鱼类都拥有哺乳动物SRY基因的同源片段 BKM序列 BKM重复序列首次发现于蛇的W染色体 在鸟类和爬行类性别决定中起到一定的作用 Wachtel等 1991年 以BKM为探针 与长棘花脂基因组DNA进行杂交 发现该鱼存在BKM序列 但并没有显示出性别差异 芳香化酶基因 芳香化酶是类固醇激素代谢中的1种重要酶类 属于细胞色素P450家族的一员 广泛存在于大多数脊椎动物的脑和垂体中 可催化某些雄激素转化为雌激素 是雌激素生物合成中的关键酶和限速酶 而性激素在鱼类性别分化中是必需的 展望 水产动物性别决定至今还没有一个普遍的模式 但随着分子生物学和分子遗传学的发展 人类基因组和后基因组计划的实施 水产动物性别决定的分子遗传研究领域也在不断地拓宽 水产动物性别决定基因的发掘必将成为研究的热点和重点 参考文献 1 楼允东 吴萍 温度在水产动物性别控制中的作用 上海水产大学学报 2008年7月 2 张翠敏 杨永刚 姚青梅 胡山 海产育苗养殖水温控制系统设计 制造业自动化 2011 3 勤超 人工诱导黄颡鱼多倍体技术研究 华中农业大学硕士学位论文 2010 06 4 孙业盈 半滑舌鳎性腺差异表达基因的克隆鉴定与表达分析 中国海洋大学博士学位论文 2008 06