不同體色鯽的體色發(fā)育研究.pdf

1、魚類具有五彩斑斕的體色，魚類體色的復雜性可能與魚類廣泛存在的基因組復制有關。鯽和鯉是淡水養(yǎng)殖的兩大優(yōu)良魚類，經過長期定向選育獲得了不少具有重要觀賞和經濟價值的觀賞魚品種。本論文以白鯽、紅鯽和紅白花鯽三種不同體色的鯽為材料，對三種鯽體色進行比較觀察，掌握三種鯽早期體色發(fā)育的特點，在此基礎上，克隆了鯽的幾種重要體色基因并研究其在不同體色鯽體色形成中的表達，探究了鯽成體色素干細胞及其在色素圖式形成中的作用。相關研究成果為進一步解析魚類體色形成

2、的發(fā)育機制奠定了基礎，也為經濟觀賞魚類的選育和品質改良提供理論指導。具體研究結果分述如下:
　　1.結合冰凍切片和超薄切片方法，對三種不同體色鯽皮膚組織色素細胞進行了細胞和亞細胞水平觀察。黑色素細胞有樹突分枝狀和團塊狀兩種形狀，電鏡下觀察，黑色素細胞中分布著大量的高電子密度的黑色素小體;黃色素細胞及紅色素細胞呈團粒狀，電鏡下，黃色素細胞及紅色素細胞質中存在著喋啶小泡和類胡蘿卜素小泡，比較而言，黃色素細胞喋啶小泡數目較紅色素細胞多，

3、而紅色素細胞則含有大量的類胡蘿卜素小泡;虹彩細胞呈現銀白、淡藍和紫色，電鏡下可觀察到虹彩細胞內含有豐富的結晶小體。白鯽皮膚中觀察到黑色素細胞、黃色素細胞、紅色素細胞和虹彩細胞等色素細胞類型;紅鯽皮膚中存在著豐富的黃色素細胞、紅色素細胞和虹彩細胞，沒有觀察到黑色素細胞;紅白花鯽的白色皮膚中則僅觀察到虹彩細胞一種色素細胞類型，其紅色皮膚色素細胞組成與紅鯽皮膚相似。
　　2.三種不同體色鯽的鱗片及鰭色素細胞組成基本與皮膚組織一致。白鯽鱗

4、片有黑色素細胞、黃色素細胞、紅色素細胞和虹彩色素細胞四種類型;紅鯽鱗片和花鯽紅色鱗片則觀察到黃色素細胞、紅色素細胞和虹彩色素細胞三種類型;花鯽白色鱗片則只有虹彩細胞。鰭是皮膚的衍生物，對三種不同體色鯽魚鰭色素細胞的觀察顯示魚鰭和相鄰體位皮膚、鱗片具有一樣的色素細胞組成。
　　3.對三種不同體色鯽早期體色形成過程進行了跟蹤觀察。白鯽、紅鯽和紅白花鯽胚胎發(fā)育期都觀察到黑色素細胞的發(fā)生，孵化出膜后先后出現黃色素細胞、紅色素細胞及虹彩細胞

5、。白鯽、紅鯽和花鯽早期幼苗體色都呈淺青灰色，2月齡前后，紅鯽和花鯽皮膚黑色素細胞逐漸減少，體色發(fā)生“青轉紅”或“青轉花”的變化，3月齡時基本形成全紅或紅白鑲嵌的成體體色。
　　4.在對不同體色鯽或鯉體色性狀遺傳的統(tǒng)計數據分析基礎上，建立了鯽和鯉的體色遺傳的回歸模型。擬合結果顯示，無論是鯽，還是鯉，親本黑色表型對后代的紅色表型都會產生負相關的影響;對于鯉來看，親本黑色表型對后代紅色表型這種負影響的程度更大于鯽。
　　5.克隆獲

6、得了紅鯽Mitfa，Slc7a11和Pnp4a體色基因的全長cDNA。紅鯽Mitfa cDNA全長1578bp，編碼412個氨基酸，與斑馬魚Mitfa基因氨基酸同源性達91.5％;Slc7a11全長1782bp，編碼496個氨基酸，與斑馬魚Slc7a11基因氨基酸同源性達93.7％; Pnp4a全長1535 bp，編碼291氨基酸，與斑馬魚Pnp4a基因氨基酸同源性達95.1％。
　　6.RT-PCR檢測了Mitfa、Slc7a1

7、1和Pnp4a在三種不同體色鯽胚胎及成體組織中的表達，分析結果顯示:Mitfa、Slc7a11和Pnp4a在鯽胚胎中均表達。值得關注的是，黑色素干細胞重要標記基因Mitfa在無黑色素表型的紅鯽和花鯽成體皮膚組織中仍有表達，初步認為Mitfa基因不僅參與了黑色素細胞分化和發(fā)育，而且可能與魚類非黑色素細胞的發(fā)育也密切關聯。
　　7.在1-2月齡鯽的尾鰭基部觀察到一條非常明顯的“淺色帶”。尾鰭再生實驗顯示，術后尾鰭能夠從基部保留的“淺色

8、帶”再生并保留了其原有的色素圖式。免疫組織化學分析發(fā)現干細胞標記因子Sox2、 Oct4以及黑色素干細胞標記因子Mitfa在該“淺色帶”的細胞中表達;分離“淺色帶”細胞并體外培養(yǎng)，也檢測到Mitfa+細胞。研究證實，“淺色帶”是鯽尾鰭黑色素干細胞的富集區(qū)。Real-time qPCR分析顯示，Sox2 mRNA的水平自“淺色帶”到尾鰭近端向遠端逐漸降低;而Mitfa mRNA的水平尾鰭近端高于淺色素帶，遠端尾鰭中最低，與再生尾鰭的色素細