红斑马鱼体色观察及敲除mitfa基因对其体色发育的影响

摘要

斑马鱼(Danio rerio)是一种常见的模式生物,红斑马鱼为小型观赏性鱼类之一。鱼类体色主要是由皮肤或鳞片上的色素细胞的种类和分布决定的。黑色素细胞诱导转录因子(MITF)主要调控动物黑色素细胞发育和分化。本文观察了红斑马鱼成鱼的背鳍、臀鳍、腹鳍、胸鳍色素细胞的组成和分布,跟踪观察了红斑马鱼早期体色发育过程。通过CRISPR/Cas9基因敲除技术构建了mitfa基因敲除体系,研究了mitfa基因在红斑马鱼早期体色发育中的作用。结果表明:1)红斑马鱼鳍上分布有红色素细胞、黄色素细胞和少量的虹彩细胞,但背鳍有大量的黑色素细胞;2)在红斑马鱼早期体色发育过程中,首先出现黑色素细胞,接着出现黄色素细胞,一个月后,红斑马鱼的黑色素细胞消退,鱼体表变浅红,变色中体表颜色逐渐加深,最后呈红色、银白色条纹相间分布的成鱼体色;3)利用CRISPR/Cas9技术,敲除mitfa基因,结果发现,mitfa的缺失导致早期红斑马鱼黑色素细胞显著减少。上述研究结果将为观赏鱼的选育以及建立人工改良鱼类体色有效途径提供重要的理论支撑。