《櫛孔扇貝Klf4基因在性別形成中的調控機制研究》是依託中國海洋大學，由秦貞奎擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：櫛孔扇貝Klf4基因在性別形成中的調控機制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：秦貞奎
- 依託單位：中國海洋大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
貝類養殖是我國海水養殖的支柱產業之一，解析貝類性別形成機制將有助於人工控制性別和加速育種效率。課題組前期研究發現櫛孔扇貝Klf4基因在精巢中特異表達，並在RNAi敲降後引起精巢發育阻滯、甚至性逆轉。本項目擬採用基因表達譜分析技術，篩選Klf4基因敲降組和對照組櫛孔扇貝精巢的差異表達基因；使用WGCNA技術，構建精巢的基因共表達網路，確定Klf4基因調控網路並分析該網路中關鍵基因在精巢形成中的表達模式；嘗試使用CRISPR/Cas9技術，定點敲除稚貝和成貝性腺中的Klf4基因，驗證該基因在精巢形成中的功能，初步解析Klf4在性別形成中的遺傳調控機制，為貝類生殖調控的發展和套用奠定理論基礎。
結題摘要
兩性動物性別決定和分化調控機制的研究一直是動物繁育領域的研究熱點之一，至今有關貝類性別形成的分子機制尚不清楚，限制了人工性別控制等生殖調控技術在貝類育種中的套用。本項目以我國重要的海水養殖貝類櫛孔扇貝為研究對象，對Klf4基因參與其精巢發育和功能維持的調控機制進行了初步解析。項目研究發現，Klf4 mRNA及KLF4蛋白在櫛孔扇貝性腺中呈二態型表達特徵，特異地表達於精巢大部分生殖細胞中。通過RNAi技術對Klf4 mRNA進行敲降，發現精巢發育和精子發生明顯受阻，性腺指數降低、雄配子數量減少且精母細胞大量凋亡，並且出現雄轉雌的性逆轉現象。對Klf4 mRNA敲降3天、10天和24天的精巢樣品進行轉錄組分析，發現差異表達基因主要涉及細胞增殖（c-Myc、fscn1、cd109、irf2 etc.）、細胞凋亡（Traf3、orct、stk3、plk1 etc.）和精子發生（ccdc63、txip1、aka14、tssk3、spag6 etc.）等過程，通過WGCNA分析將櫛孔扇貝精巢中表達的基因構建為25個模組。研究成果表明Klf4基因在櫛孔扇貝精巢功能維持和精子發生中發揮重要的作用，其對精巢的調控主要是作為轉錄因子調控其下游生精細胞、細胞增殖和細胞凋亡的相關基因和通路，進而調控雄性生殖細胞的發生和凋亡。本項目成果為貝類性別發育分子機制的深入探討，以及相關貝類生殖調控技術的發展和套用提供了科學依據。
