《Dnmt3和Dnmt5調控不同倍性魚性腺發育的表觀遺傳學機制研究》是依託湖南師範大學，由周蓉擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：Dnmt3和Dnmt5調控不同倍性魚性腺發育的表觀遺傳學機制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：周蓉
- 依託單位：湖南師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
生態風險是制約優良水產養殖品種推廣的瓶頸，通過研究魚類生殖的調控機制尋找到魚類育性控制的策略則可以有效地解決這一難題。申請者所在的課題組通過遠緣雜交得到兩性可育的異源四倍體鯽鯉，再通過倍間雜交得到了不育的三倍體鯽鯉。前期的研究表明三倍體鯽鯉內分泌系統紊亂，減數分裂異常，無法形成有生殖效應的配子。DNA甲基化是一種重要的表觀遺傳學修飾。本項目以育性不同的多倍體魚為材料，擬通過比較分析Dnmt3和Dnmt5的表達特徵明確其與不同倍性魚育性問題的相關性；結合基因敲除的技術研究它們在調控性腺發育的過程中與其它重要生殖相關通路 (Piwi-piRNA複合體和HPG軸) 的相互作用關係；進一步通過MSAP方法尋找下游甲基化靶標，最終闡明Dnmt3和Dnmt5調控不同倍性魚性腺發育的分子機制。此項研究為深入探討魚類生殖發育的表觀遺傳學調控機制奠定了基礎，為魚類品種改良提供了新的思路和理論依據。
結題摘要
優良的水產養殖品種不僅應具備潛在的巨大經濟效益，同時也要有效避免伴隨推廣帶來的潛在生態風險。關於魚類生殖育性調控的分子機理一直是魚類遺傳育種領域備受關注的科學熱點問題。申請人所在課題組通過遠緣雜交和倍間雜交的方法以二倍體紅鯽和異源四倍體鯽鯉為親本獲得了異源三倍體鯽鯉，並從形態學和細胞遺傳學的角度證實了異源三倍體鯽鯉穩定不育的生殖特性。該穩定不育的異源三倍體鯽鯉為研究魚類的育性調節機制提供了非常好的研究材料。哺乳動物中的研究表明，DNA從頭甲基化酶參與建立新的甲基化位點，在生殖細胞的形成與成熟過程中都起著非常重要的作用。為消除染色體倍性對基因表達的影響，本項目的實驗設計擬將不育的雌性異源三倍體鯽鯉和可育的雌性二倍體魚和異源四倍體魚進行比較研究DNA從頭甲基化酶與魚類生殖育性的相關性及調節機制。按照本項目的計畫進行研究發現，首先，通過取卵巢組織利用染色體鋪展技術發現，異源三倍體鯽鯉的卵母細胞聯會出現障礙，且減數分裂關鍵基因的表達量變化也證實了這一點。其次，分析dnmt3基因在三種不同倍性魚的繁殖期和非繁殖期兩個時期的表達量發現，dnmt3在異源三倍體鯽鯉卵巢中的表達量均低於二倍體和異源四倍體魚，但是在精巢中表達量沒有變化，證實其與異源三倍體魚不育的相關性。然後，利用雌二醇、人絨毛膜促性腺激素和DNA甲基化酶抑制劑處理異源三倍體魚研究雌性激素與DNA甲基化酶之間的相互作用關係，發現雌二醇可通過雌二醇受體誘導dnmt3基因的表達。最後，對dnmt3的下游調控基因進行研究探索，發現當dnmt3基因表達量上升時，會使msh4基因外顯子上的DNA甲基化水平升高，從而使msh4基因的表達量下降。本項目的研究結果首次闡明了dnmt3參與調控魚類生殖育性的分子機制，為深入探討魚類生殖發育的表觀遺傳學調控機制奠定了基礎，為魚類品種改良提供了新的思路和理論依據。
