星鰈生殖生理和內分泌特征研究.pdf

1、本文以我國重要海水養(yǎng)殖經濟魚種一星鰈為研究對象,以建立穩(wěn)定的星鰈人工繁育技術體系為研究目的,以腦垂體、性腺發(fā)育規(guī)律、性類固醇激素表達、配子發(fā)育成熟、GnRH克隆表達為研究核心和主線,綜合運用組織學、電鏡技術、組織化學、放射免疫技術、分子克隆技術、基因定量表達和激素誘導技術等方法,全面認識了星鰈生殖生理和內分泌特征。以此為參考,在生產實踐中成功誘導星鰈親魚性腺成熟產卵,為建立穩(wěn)定的星鰈人工繁育技術提供了參考依據和技術支持。附錄部分,將本人

2、2009-2010年在美國聯(lián)合研究期間的相關研究內容和結果做了簡要概述。本文各部分研究結果簡述如下:
　　 首次系統(tǒng)研究和認識了星鰈親魚卵巢發(fā)育規(guī)律、性類固醇激素表達與溫光調控的關系。星鰈卵巢發(fā)育屬非同步分批發(fā)育模式,一年一次成熟分批產卵類型。卵巢年周期發(fā)育過程中可見5個發(fā)育時相的卵母細胞,卵巢發(fā)育相應劃分為5個發(fā)育時期。性腺指數(GSI)、肝臟指數(HIS)和肥滿度(CF)在親魚的年周期發(fā)育中呈現規(guī)律性的變化。血漿性類固醇激素

3、水平呈現周期性變化,并與性腺成熟周期具有密切的藕聯(lián)關系。水溫和光周期對卵巢發(fā)育具有明顯的影響并顯著影響性類固醇激素的表達。圓斑星鰈和條斑星鰈卵巢發(fā)育的有效積溫分別為1050日.度和1180日.度,研究結果可為親魚促熟和激素催產提供技術依據。首次研究了外源激素sGnRH、LHRHa對2齡雌性圓斑星鰈后備親魚性腺發(fā)育的誘導效果:2齡親魚對外源激素的誘導應答效應較性成熟親魚弱,卵母細胞發(fā)育可達到5時相早中期但未能達到水合成熟,性類固醇激素表達

4、水平顯著升高,但未能引發(fā)排卵。
　　 探明了星鰈精巢年周期發(fā)育的生理和內分泌特征:精巢年周期發(fā)育過程中可見5個時相的生殖細胞,精巢發(fā)育相應分為5期。研究中首次發(fā)現圓斑星鰈雄魚存在雌雄同體現象,但機制不明。認識了星鰈精巢年周期發(fā)育過程的性類固醇激素表達變化規(guī)律。圓斑星鰈和條斑星鰈精子具有相似的共同結構,都具有頭部、中段和鞭毛3部分,其結構與其它高等魚類精子結構相似。精子不具頂體,但具有開口于核前端稍偏處呈不規(guī)則狀的核前部凹陷及核內

5、核泡。圓斑星鰈精子活力最適宜溫度8-12℃,最適宜鹽度25-35,最適宜pH7-8。超低溫冷凍保存了圓斑星鰈精子,以12％GLY+10％YK及12％MeOH+10％YK保存精子的效果較好,解凍后受精率和孵化率較高,與新鮮精液無顯著差異。外源激素GnRH和HCG處理都可以顯著提高條斑星鰈精液質量,精液流動性和液化能力增強、精子活動率和快速活動率顯著提高、快速活動時間和精子壽命延長,性類固醇激素表達水平明顯升高,表明緩釋激素誘導可有效提升條

6、斑星鰈雄魚的精液質量。
　　 首次觀察了條斑星鰈腦垂體組織和超微結構:腦垂體呈背腹型,包括神經垂體和腺垂體兩部分。神經垂體為一束神經纖維,中間夾雜兩種垂體細胞和有兩種不同的膠質。腺垂體分為前腺垂體(RPD)、中腺垂體(PPD)和后腺垂體(PI)。腺垂體內鑒別出6種內分泌細胞。前腺垂體表達3種,中腺垂體表達3種,后腺垂體表達1種。以半滑舌鰨為研究載體,首次闡明了性類固醇激素17β-雌二醇(E2)及其受體(ERα)、睪酮受體(AR)

7、在性腺分化發(fā)育過程中的免疫細胞化學定位和可能的生理功能:原始性腺中已有E2、ERα和AR的分布和表達;不同發(fā)育時期的配子細胞對E2及ERα、AR抗體均呈現不同程度的陽性或陰性反應,為性類固醇激素參與鲆鰈類性腺分化提供了重要的形態(tài)學證據。
　　 采用分子克隆技術,首次系統(tǒng)研究了圓斑星鰈GnRH信號系統(tǒng)及其可能的生理功能。在圓斑星鰈腦中克隆到3種GnRH基因,分別是:cGnRH-Ⅱ、sGnRH和sbGnRH。每一種GnRH都包括一個

8、信號肽、一個Gly-Lys-Arg連接序列和一個GnRH相關肽。分析了3種GnRH基因的氨基酸序列與其它脊椎動物的同源性。系統(tǒng)進化分析表明圓斑星鰈3種不同分子形式的GnRH分別歸屬于3個不同分支:cGnRH-Ⅱ分支、sGnRH分支和魚類特異性GnRH分支(如sbGnRH、cfGnRH等)。GnRH基因都在腦中表現出最高表達水平且具有性別特異性表達模式:雌性中不同組織的GnRH mRNA表達水平都相應高于雄性。cGnRH-Ⅱ的mRNA僅在