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mitfa基因在观赏鱼体色形成中的功能研究

文胜  
【摘要】:观赏鱼因其绚丽多彩的体色而深受欢迎,色素细胞的发生、分化、迁徙及物质运输对于研究观赏鱼体色形成及发育有重要意义。通过对鱼类体色发育和色素基因的遗传机制研究,可以在育种和人工筛选中有效地预测及控制观赏鱼的体色。在神经嵴细胞分化成黑色素细胞的过程中,mitfa基因作为其最早的发生标志之一,对黑色素细胞的发育及其分化起着核心调控作用。本文主要以重要淡水观赏鱼——锦鲤为材料,从锦鲤体色发育、色素细胞细胞学、mitfa基因表达分析等方面进行研究。本文以锦鲤为材料,研究mitfa基因在4种不同类型锦鲤和锦鲤早期体色发育时期的表达,进一步探讨mitfa基因在鱼类体色形成中的作用。 首先,根据已报道的斑马鱼mitfa基因cDNA序列,克隆了乌鲤mitfa基因cDNA全长。mitfa基因cDNA全长1634bp,编码412个氨基酸。锦鲤与斑马鱼mitfa基因氨基酸同源性达92.9%。 然后观察了四种不同体色类型锦鲤的色素细胞组成及其分布。黑白锦鲤含有黑色素细胞、黄色素细胞和虹彩细胞三种色素细胞;三色锦鲤则含有黑色素细胞、红色素细胞、黄色素细胞和虹彩细胞四种色素细胞;红白锦鲤含有红色素细胞、黄色素细胞和虹彩细胞;黄金锦鲤仅含有黄色素细胞和虹彩细胞两种色素细胞类型。进一步对三色锦鲤早期体色发育进行了跟踪观察,发现三色锦鲤3dph (3days past hatch)在背部出现黄色素细胞,然后颜色加深并且向尾部和腹部迁移;12dph在头部出现黑色素细胞,然后向背部和尾鳍迁徙;15dph出现腹部虹彩细胞;27dph全身黑色素细胞逐渐聚拢,黑色素细胞集中分布在将来发育成黑色斑块的部位,黄色素细胞颜色加深。 最后,运用RT-PCR技术检测了mitfa基因在不同体色锦鲤及锦鲤早期体色发育中的表达。结果显示,mitfa基因在黑白锦鲤和三色锦鲤皮肤中有较高量的mRNA表达,值得关注的是在无黑色素细胞的红白锦鲤和黄金锦鲤皮肤中mitfa基因也有表达。同时对三色锦鲤体色发育不同时期mitfa基因表达进行了分析,结果表明mitfa基因在三色锦鲤不同体色发育阶段都有表达,并且早在胚胎早期就有表达,在孵化出膜后mitfa基因表达量显著增高。综上所述,mitfa基因与锦鲤体色形成过程中密切关联。


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