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孵化温度对乌龟性别决定基因表达的影响

作 者: 汤文琦
导 师: 杜卫国
学 校: 杭州师范大学
专 业: 生态学
关键词: 乌龟 温度依赖型性别决定 Dmrt1 Sox9 FoxL2
分类号: Q418
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
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内容摘要


性别决定一直是生命科学研究的热点领域,与种群的动态和命运息息相关;同时,在物种保护和繁育方面,实现性别控制具有重大的实践意义。脊椎动物性别决定的方式多种多样,常见的性别决定模式可分为基因型性别决定(Geneotypic sex determination,GSD)和环境型性别决定(Environmental sex determination,ESD)。GSD模式以哺乳动物的XX/XY和鸟类中的ZZ/ZW型为常见。而在另一些脊椎动物中,后代的性别受到激素,温度等环境因子的影响,共同组成了ESD的类群。在爬行动物中,温度决定后代性别的现象十分普遍,鳄类,喙头蜥,大部分龟类以及少数蜥蜴都存在温度依赖型性别决定(Temperature-dependent sex determination, TSD)。性别决定涉及一系列基因的表达,及其产物之间的相互作用,它们之间构成了一个复杂的网络。在哺乳动物中,对性别决定相关基因的研究较为深入,目前认为涉及性别决定基因主要有Sfl,Wt1,Sox9,Dmrt1,FoxL2,Dax1等,在鸟类和爬行类中也找到了部分与之同源的基因,但是其表达模式与哺乳动物中结果不尽相同,不同的物种之间,同一基因的表达时序,表达量都存在差异。乌龟(Chinemys reevesii)为中国常见的爬行动物,性别决定模式为MF型,并且不同地理种群的孵化关键温度(Tpiv)存在差异。本文以乌龟为研究对象,利用Real-Time PCR技术,研究不同孵化温度下,温度敏感期内胚胎发育不同阶段的肾上腺肾脏性腺复合体(Adrenal Kidney Gonad Complex,AKG)中性别决定相关基因5ox9,Dmrt1, oxL2的表达模式,并从基因表达模式方向探讨不同地理种群之间Tpiv差异的机制。主要结果如下:1.在雄性孵化温度26℃(MPT)下恒温孵化,温度敏感期(TSP)内的胚胎AKG复合体中Dmrt1的表达量在早期很低,随着胚胎发育的进行,至温度敏感中期第19期,Dmrt1表达量逐步升高,并保持至温度敏感期结束。在雌性孵化温度32℃(FPT)下恒温孵化,温度敏感期(TSP)内的胚胎AKG复合体中Dmrt1的表达量,从早期至温度敏感期结束表达量都很低。不同的温度恒温孵化乌龟胚胎AKG复合体Dmrt1的表达量,雄性孵化温度下孵化的胚胎表达量高于雌性孵化温度下孵化的胚胎。并且随着孵化温度的升高,AKG复合体中Dmrt1的表达量逐渐下降。2.Sox9在AKG复合体中,也呈现雄性孵化温度下表达量高于雌性孵化温度下的表达量的表达模式。在雄性孵化温度下,温度敏感中期第19期Sox9的表达量达到峰值。在雌性孵化温度下,整个温度敏感期内Sox9的表达量都很低。在不同孵化温度下孵化的胚胎,AKG复合体中Sox9的表达量随着孵化温度的上升而下降。3.FoxL2在雄性孵化温度下表达量的均值小于雌性孵化温度下表达量,但ANOVA进行统计分析没有明显差异。4.不同地理种群间,虽有研究显示关键温度Tpiv存在差异,但可能是由于关键温度之问相差较小(<1℃),从基因表达角度未能找到显著的差异。以上结果显示,在乌龟中Dmrt1和Sox9呈现出雄性特异性表达,而FoxL2在AKG复合体中未表现出显著的性别特异性。鉴于而性别决定机制由一个复杂的调控网络控制,涉及诸多基因与其产物之间的相互作用,故而种群内和种群间表达模式差异,乃至温度性别决定模式的分子机制,依然有待进一步的深入发掘和探索。

全文目录


致谢  4-5
摘要  5-7
Abstract  7-11
第一章 文献综述  11-28
  1.1 脊椎动物性别决定体系  11
  1.2 温度依赖型性别决定TSD  11-12
    1.2.1 TSD模式  11-12
    1.2.2 温度敏感期TSP  12
  1.3 TSD物种  12-19
    1.3.1 鱼类中的温度依赖型性别决定  12-13
    1.3.2 龟鳖类的温度依赖型性别决定  13-14
    1.3.3 鳄目的温度依赖型性别决定  14-15
    1.3.4 蜥蜴类中的温度依赖型性别决定  15-16
    1.3.5 喙头蜥的温度依赖型性别决定  16-19
  1.4 性别决定与分化  19-22
    1.4.1 哺乳动物性别决定分化  20-21
    1.4.2 爬行类性别决定分化  21-22
  1.5 性别决定相关基因  22-28
    1.5.1 Sf1  22
    1.5.2 Wt1  22-23
    1.5.3 Sox9  23-24
    1.5.4 Wnt4  24-25
    1.5.5 Dax1  25-26
    1.5.6 Dmrt1  26
    1.5.7 FoxL2  26-27
    1.5.8 Mis  27-28
第二章 材料与方法  28-35
  2.1 实验材料及处理  28-29
    2.1.1 龟卵采集  28
    2.1.2 龟卵孵化  28-29
  2.2 实验方法  29-33
    2.2.1 胚胎发育历期的鉴定  29
    2.2.2 AKG复合物采集  29
    2.2.3 AKG组织总RNA抽提  29-30
    2.2.4 去除基因组DNA  30
    2.2.5 cDNA第一链合成  30
    2.2.6 引物设计  30-31
    2.2.7 PCR反应  31-32
    2.2.8 PCR产物回收纯化  32
    2.2.9 连接与转化及测序  32-33
    2.2.10 Real-Time荧光定量PCR  33
  2.3 主要仪器及试剂耗材  33-35
    2.3.1 试剂与耗材  33-34
    2.3.2 仪器  34-35
第三章 温度对性别决定基国的影响  35-57
  3.1 材料与方法  35-39
    3.1.1 样品的采集  35-36
    3.1.2 试验方法  36-39
  3.2 结果与分析  39-51
    3.2.1 RNA提取  39
    3.2.2 中间片段获得  39-41
    3.2.3 荧光定量特异引物扩增  41-43
    3.2.4 温度对Dmrt1的影响  43-46
    3.2.5 温度对Sox9的影响  46-49
    3.2.6 温度对FoxL2的影响  49-51
  3.3 讨论  51-57
第四章 温度对不同种群乌龟性别决定基因表达的影响  57-64
  4.1 材料与方法  58-59
    4.1.1 样品的采集  58
    4.1.2 试验方法  58-59
  4.2 结果与分析  59-62
  4.3 讨论  62-64
参考文献  64-73
作者简介  73

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中图分类: > 生物科学 > 生理学 > 普通生理学 > 生长、发育与生殖
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