金鱼中枢神经系统空间模式形成相关基因及其时空表达模式分析

摘要

金鱼雌核发育单倍体发育表型分析系统是一个可以在基因组整体水平上研究基因的选择性表达调控机制的合适的研究体系。对单倍体胚胎中的各种不同的发育表型进行研究可以发现、筛选突变基因，并可能发现表观遗传修饰对发育的调节作用或者发现具有表观遗传调控作用的基因。本文以金鱼雌核发育单倍体胚胎为实验材料，以中枢神经系统衍生物眼睛和脑室为分析对象，综合运用活体及切片观察，统计分析，整胚原位杂交及冰冻切片等方法对与金鱼眼睛及脑室空间模式形成相关的基因，及其时空表达模式进行了研究，为筛选、鉴定与脑室和眼睛的空间模式形成的相关基因奠定基础，并可能为进一步研究控制眼睛和脑空间模式发育的遗传学和表观遗传学调控机制提供重要的线索。 本研究的主要内容、结果和结论如下：1.通过对金鱼单倍体胚胎进行用活体观察及切片观察，发现金鱼单倍体中脑的空间模式形成存在正常和不正常两种表型。正常脑胚胎与自交二倍体脑的表型相一致，具有正常的前脑、中脑、后脑结构，且各脑室的边界清楚。不正常脑胚胎没有明显可见的脑室结构。 2.统计结果显示：正常脑和不正常脑胚胎的比例为1∶3，说明金鱼脑的空间结构模式形成的控制至少与两个基因座位有关。这两个基因必须同时表达和行使功能才能发育出正常的脑室空间结构。统计分析结果还表明控制脑室空间模式形成的两个基因在单套染色体组中只有50％的表达概率，其表达调控机制建立在两套染色体的基础之上，受二倍体依赖型基因表达调控机制的控制。 3.用原位杂交的方法对金鱼自交二倍体胚胎和不同表型的单倍体胚胎中vsx1的时空表达模式进行分析，实验结果显示：从16体节期开始，vsx1在所有的自交二倍体胚胎中表达，表达区域主要集中在脊索。此后表达量逐渐增强，表达区域逐渐迁移到后脑。至受精7天后，vsx1仅在神经视网膜的内细胞核层表达。在单倍体胚胎中vsx1的表达时序与位置与二倍体胚胎相同，但是它仅在部分的单倍体中表达。以眼睛的不同发育表型为例，vsx1在所有被检测过的正常眼胚胎中表达，在所有被检测过的无腔眼胚胎中都不表达，而在泡状眼胚胎中存在表达和不表达两种个体，与统计分析的预期相吻合。由于单倍体中只有一套母本的基因组，这样的结果表明母源vsx1的表达概率为50％。 4.单倍体中母源vsx150％的表达概率提示该基因可能在母本卵子发生过程中发生了等位基因特异性甲基化，使得甲基化和非甲基化的两个等位基因在减数分裂时随机分配到卵细胞中，因此只有50％的单倍体胚胎能够表达vsx1。但vsx1在自交二倍体胚胎中有100％的表达概率，提示受精可能启动了基因表达的重编程过程，对保证脊椎动物的正常发育是必需的。

目录

文摘

英文文摘

第一章前言

第二章金鱼单倍体脑室空间模式的不同表型及其初步分析

第三章vsx1基因在不同单倍体发育表型中的时空表达模式分析

参考文献

附录一湖南师范大学学位论文原创性声明及版权使用授权书

附录二 硕士期间撰写、发表与课题相关的学术论文

致谢