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大菱鲆白花斑体色形成生理机制的初步研究

黄睿宇  
【摘要】:本文以山东省良种工程选育的子三代大菱鲆为研究对象,在对大菱鲆的选择育种过程中发现其中一种家系的鱼体表有眼侧有明显的白色花斑,较一般灰黑色大菱鲆显得绚丽好看,拟对其进行选育推广。但是,这种白色花斑体色的大菱鲆体表颜色并不稳定,受到应激后表面白色斑纹会迅速散去变黑。因此本文通过对大菱鲆皮肤色素细胞的形态学和组织学的观察:体色调控激素,黑色素聚集激素和儿茶酚胺水平的测定;皮肤组织和脑组织中黑色素聚集激素受体mch-r和黑素皮质受体mclr的表达来对这种大菱鲆白花斑体色形成的原因和机理进行初步探究,为大菱鲆体色的研究提供参考和依据,帮助选育出更优异的大菱鲆养殖品种。主要的研究内容如下:1.取两种体色大菱鲆有眼侧背部和体侧部皮肤制作临时装片和石蜡切片,通过光学显微镜对皮肤表面色素细胞和皮肤组织结构进行观察。结果显示大菱鲆皮肤内色素细胞主要以黑色素细胞、黄色素细胞和虹彩色素细胞为主。其中黑色素细胞数量明显比其它两种色素细胞多。黑色素细胞有两种形态:一种整个细胞小且为球状,没有星状分枝或不明显:另一种形态细胞个体普遍较大且突出分枝多而明显,整个细胞呈现为雪花状。黑色素细胞和黄色素细胞分布于虹彩色素细胞之上。白花斑体色大菱鲆皮肤中黄色素细胞数量较低于正常体色大菱鲆,黑色素细胞数量则明显低于正常体色大菱鲆,且色素细胞内色素颗粒的聚集程度明显高于正常体色。但对石蜡组织切片的观察发现,两种体色的大菱鲆在色素细胞层的颜色和厚度上并无明显差异,所以推测造成两种体色大菱鲆颜色差异的主要原因可能是黑色素细胞内色素颗粒的聚集或黑色素细胞内黑色素含量较少。2.通过酶联免疫测定法对诱导大菱鲆皮肤黑色素聚集的两种主要激素的含量进行测定。黑色素聚集激素(MCH)是一种肽类神经递质,白花斑体色大菱鲆中MCH平均含量为46.9pg/ml,正常体色大菱鲆MCH的平均含量为44.0pg/ml。通过分析发现,两种体色大菱鲆中MCH含量的差异不显著。儿茶酚胺(CA)类物质也会诱导鲆鲽鱼类黑色素细胞的聚集。白花斑体色大菱鲆中CA平均含量为318.35ng/ml,正常体色大菱鲆CA的平均含量为244.65ng/ml。两种体色大菱鲆中CA的含量差异显著。由此推断,大菱鲆白色花斑的形成可能是由于儿茶酚胺类物质通过肾上腺素受体和α 2-肾上腺素能受体引起黑色素颗粒的聚集或减弱cAMP-PKA的信号导致黑色素细胞凋亡,进而使鱼体体色出现白花斑纹。3.通过实时定量PCR技术对两种体色大菱鲆中影响黑色素聚集的调控基因黑色素聚集激素受体基因(MCHR)和黑色素合成通路中的关键基因黑素皮质素受体基因(MC1R)在两种体色大菱鲆皮肤和脑中的表达进行了检测。结果表明黑色素聚集激素1型受体基因(MCHR1)基因在白花斑体色大菱鲆的皮肤中表达量显著高于正常体色,而黑色素聚集激素2型受体基因(MCHR2)基因在两种体色皮肤中的表达水平不存在明显差异。而鱼体循环系统中MCH的含量无明显差异,因此推测MCHR1影响了黑色素细胞的聚集,从而引起白花斑体色的形成。白花斑体色大菱鲆皮肤中的MC1R基因表达却意外的高于正常体色,这表明白花斑体色大菱鲆皮肤中黑色素合成通路中的开关基因正常的同时也表明鱼类体色变异的所受的调控因子很多差异较为复杂,需要进一步研究。


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