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《华东师范大学》 2012年
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温度影响中国林蛙性别决定分子机制研究

王本耀  
【摘要】:在生命漫长的进化过程中,性别的遗传是高度保守的,不同进化地位的物种在控制性别发育的过程中有着不同的决定机制。在哺乳动物中,存在雄性性别决定因子--Sry基因(Sex-determining region of Y chromosome, Sry),但是在非哺乳类的脊椎动物中却普遍缺少Sry基因。所以,研究非哺乳类脊椎动物的性别决定机制具有重要意义。目前研究发现,两栖动物中存在两种性别决定机制,分别是遗传性别决定(genetic sex determination, GSD)和环境性别决定(environmental sex determination, ESD),其中温度依赖型性别决定机制(temperature-dependent sex determination, TSD)是环境性别决定(TSD)中最主要的类型。近些年,在两栖动物性别决定机制的研究中,运用分子生物学技术探讨性别决定基因及其相互关系方面的研究已获得了一些新的成果。中国林蛙是两栖动物,主要分布于我国的东北部,研究其性别决定机制具有重要的学术和应用价值。Sox3和Sox9基因都是Sox(SRY related HMG-box gene)基因家族的重要成员。作为参与胚胎发育重要的基因家族,Sox家族在系统进化上具有高度的保守性,在胚胎发育、性别决定、组织器官的形成与分化及其功能的维持等方面都发挥重要的作用。在人类当中Sox3主要定位于Xq27,在鼠和有袋类动物当中,Sox3都是定位于X染色体上最保守的区段内。Sox3和SRY基因的相似度最高,两者之间可能是一对等位基因,在两种性别的胚胎中编码SRY结合蛋白,在胚胎中枢神经发育和未分化性腺中起作用。Sox9基因同样高度保守,主要参与性别决定,诱导足细胞发育,同时参与骨骼、心血管和神经系统的发育。 为了进一步研究Sox3和Sox9基因在中国林蛙性别决定过程中发挥的作用以及温度因素对这一过程的影响,本文采用控制变量法,设置温度梯度培养中国林蛙的受精卵,一直到变态发育完成。从性成熟的中国林蛙性腺组织中提取Sox3基因和Sox9基因保守段的一部分RNA,反转录成双链cDNA后,用RT-PCR(Reverse transcription PCR, RT-PCR)的方法检验不同温度培养下中国林蛙的不同发育时期Sox3基因及Sox9基因的表达情况。结果显示,高温条件下(22℃、26℃)Sox3基因大量表达会抑制Sox9基因的表达水平;整个发育过程中Sox3基因呈现“U”字型,在胚胎发育的26期、28期,Sox3基因的表达量明显出现低谷,所以推断26-28期之间可能是中国林蛙性别决定的温度敏感期(TSP)。在这段时期Sox3基因的表达量都有所下降,但是在高温培养下Sox3基因的表达量下降更为明显。解剖不同培养温度下变态发育完成的中国林蛙,14℃、18℃、22℃、26℃培养下的雌雄比例分别2.08、1.50、0.90、0.43。性别分化结果与Sox9基因的表达规律吻合,进一步证明了Sox9基因在这一过程中发挥作用。因此,我们推测在中国林蛙的性别决定过程中,温度因素可能是通过调控Sox3基因来进一步调控Sox9基因而发挥作用的。
【学位授予单位】:华东师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:S917.4

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