中华绒螯蟹性早熟分子机制的初步研究

发布时间：2020-11-11 14:49

　　 中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis),俗称河蟹,是我国非常重要的水产经济动物。然而在中华绒螯蟹幼蟹阶段的培育过程中,性早熟问题一直困扰着河蟹产业的健康发展,给河蟹的养殖造成了较大损失。本文采取同一家系个体从仔蟹开始,直到幼蟹和性早熟蟹进行不同发育阶段生长、外形观察和相关基因(如蜕皮抑制激素MIH、蜕皮激素受体Ec R、维甲类X受体RXR、性腺抑制激素GIH、高血糖激素CHH和卵黄蛋白原Vg基因)的表达研究,以及性早熟蟹与非早熟蟹的比较转录组学研究,将幼蟹生长、外形变化与基因表达进行关联分析,探讨了河蟹性早熟的内在分子基础。具体结果如下:一、中华绒螯蟹仔蟹在不同饲养环境中的生长观察与蜕壳相关基因表达分析中华绒螯蟹在不同饲养环境条件下生长存在巨大差异,为探讨不同环境条件对仔蟹生长、蜕壳相关基因表达的影响,了解基因表达的时空变化及其与环境的互作关系,本研究选取同一家系的大眼幼体和仔蟹分别饲养于室内水槽和室外池塘两种环境,观察它们在不同环境中的生长差异,并应用荧光定量PCR(q RT-PCR)技术对甲壳动物高血糖素(CHH)、蜕皮抑制激素(MIH)、蜕皮激素受体(Ec R)、维甲类X受体(RXR)以及性腺抑制激素(GIH)5个相关基因的表达情况进行了分析。研究发现:室外池塘饲养的仔蟹体重均显著大于室内水槽饲养的仔蟹体重(P0.05)。环境对MIH和RXR基因的表达不存在显著影响(P0.05),而对CHH、Ec R和GIH基因的表达均有显著的影响(P0.01);五个基因(MIH、CHH、Ec R、GIH和RXR)均存在显著的不同发育时期表达差异(P0.05);四个基因(RXR、CHH、Ec R和GIH)的表达存在极显著的环境与发育时期的交互作用(P0.01),但MIH基因的表达量无显著的交互作用(P0.05)。研究还发现,MIH,GIH和CHH对河蟹的蜕壳具有协同调控作用,而RXR与GIH对河蟹蜕壳具有一定程度的拮抗作用。二、中华绒螯蟹幼蟹阶段生长与相关基因表达的关联分析性早熟是幼蟹培育过程中的一个特别生物学现象,而目前对性早熟产生的内在分子机制研究却相当不足。本部分论文以同一家系幼蟹为材料,在6-10月份定期对幼蟹进行生长测定、外形观察,以及生长、蜕壳和性腺发育相关基因的表达分析。结果发现:幼蟹在7月份的增长率最大,以后逐月下降;8月份幼蟹开始出现性早熟倾向,10月份的性早熟程度最高;蜕皮抑制激素(MIH)基因的表达量随着月份增大而呈下降趋势,高血糖素(CHH)、蜕皮激素受体(Ec R)和维甲类X受体(RXR)这三个基因在6月份的表达量显著高于其它月份,而性腺抑制激素(GIH)和卵黄蛋白原(Vg)在10月份的表达量显著高于其它月份;MIH、CHH、Ec R、RXR这四个基因的表达量均存在两两间的显著正相关,CHH和GIH基因间的表达量也呈显著正相关;幼蟹体重和GIH、Vg基因的表达量呈显著正相关,而与MIH、CHH、RXR基因的表达量呈显著负相关(P0.05);性早熟蟹与非性早熟蟹间只在Vg基因的表达量上存在显著差异,但在GIH基因的表达上存在边缘显著性(P=0.056),表明GIH与Vg基因与性早熟存在密切关联性。三、性早熟与非性早熟中华绒螯蟹的比较转录组分析性早熟是中华绒螯蟹幼蟹培育过程中的普遍现象,严重制约着其养殖产量和品质,但其性早熟的分子机制仍不清楚。在本部分,应用Illumina Hiseq 2500高通量测序技术获得了性早熟蟹与非早熟蟹眼柄和肝胰腺的转录组数据,得到高质量的序列275,271,408条,约40Gb。De novo拼接的河蟹转录组含有36,573个转录本,其中17,532个转录本能被NCBI-NR数据库注释。基因差异表达的结果表明,在性早熟蟹与非早熟蟹中共有896个差异表达基因,其中534个在早熟蟹的眼柄中高表达。而在肝胰腺中共有17个差异表达基因。GO富集的结果表明,性早熟蟹体内高表达的基因主要集中在核糖体蛋白基因、热休克蛋白基因和线粒体相关蛋白基因上。核糖体蛋白的大量表达直接作用于河蟹卵巢的发育,促使性早熟蟹卵巢提前发育将是导致其性早熟的主要原因,而热休克蛋白使性早熟蟹增加了对高温刺激的适应性,线粒体蛋白促使性早熟蟹的新陈代谢,使营养物质在体内大量积累,为其性腺的提前发育提供相应的物质保障。本研究结果不仅初步阐述了中华绒螯蟹早熟机制的分子遗传学基础,同时也为中华绒螯蟹养殖过程对性早熟蟹的预防和提早发现提供了依据。
【学位单位】：上海海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：S917.4
【部分图文】：

Fig. 1.4 Gene relative expression of larva Chinese mitten crab reared in indoor closet condition2.2.3 两种饲养环境下仔蟹各发育阶段的基因表达分析五个蜕壳相关基因在室外池塘和室内水槽两种环境下的表达结果表明（图1.5）：EcR、CHH 和 GIH 基因在室内水槽中的表达量均高于室外池塘中的表达量，其中CHH 基因在仔 I-仔 III 期，EcR 基因在仔 I-仔 II 期，以及 GIH 基因在仔 I-仔 V 期的室内水槽的表达均显著高于室外池塘（P<0.05），而 MIH、RXR 基因在两种饲养环境的表达无显著差异。该结果表明 MIH、RXR 基因的表达受环境的影响较小，而 CHH、EcR 和 GIH 基因的表达与环境条件密切相关，存在显著的基因表达与环境互作。2.3 基因表达的多重方差分析对不同饲养环境和不同发育时期的基因表达量进行多重方差分析（表 1.3）表明：除 MIH 和 RXR 基因，CHH、EcR 和 GIH 基因表现出极显著的环境表达差异（P<0.01）

倒数第三节宽度（图 2.1 B5-B5’）与第二，计算腹甲比例:（B5-B5’）/（C5-C5’）。性成熟程度分为 4 个阶段[1]：早熟 1 期（腹 0.71）、早熟 3 期（腹甲比例约 0.77）、[70]所示。

腹甲比例随月份逐渐增大，早熟蟹中达到最大值 1，且腹甲比例和体重呈的正相关。按照二龄蟹褪壳次数的判别方法对早熟程度进行判定，分为早熟 1、2、（图 2.3）。8 月份开始已出现性早熟倾向，8 月份以早熟 1、2 期为主，9 月熟 2、3 期为主，10 月份早熟 2、3、4 期同时存在，早熟程度逐渐加深。早熟 1 期（腹甲比例约 0.66） 早熟 2 期（腹甲比例约 0.71）
【参考文献】

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本文编号：2879329