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國內首次解析魚類卵胎生的進化特征

媒體:科學網  作者:廖洋 李華昌 王志剛
專業號:柘珉1 2019/5/28 8:44:24

日前,中國海洋大學教授張全啟團隊發表研究成果揭示魚類卵胎生的進化特征,這是國內首次解析魚類卵胎生的進化特征,為理解動物卵胎生和胎生生殖模式的進化提供了重要參考。該項成果獲得中央高校基本科研業務費、國家重點研發計劃“藍色糧倉科技創新”等科研項目的資助,由張全啟教授團隊聯合青島華大基因研究院共同完成。

本研究從細胞和分子水平上證實,許氏平鲉仔魚孵化前的胚胎發育過程中,不僅有卵黃提供的營養,而且還有來自于卵巢的營養供應,其繁殖方式是從卵胎生向真正的胎生進化過程中的一種過渡類型。

魚類的繁殖方式有卵生、卵胎生和胎生,許氏平鲉是卵胎生繁殖還是胎生繁殖一直沒有定論。該物種雌雄魚11-12月交尾后,精子進入雌性的卵巢腔中,等待至次年的3-4月卵子成熟后才進行受精,胚胎在雌性卵巢內經過1個月左右的孕育孵化后,母體直接生產仔魚。這種特殊的生殖特性為研究魚類卵胎生的進化提供了寶貴的材料。該課題組以此為出發點,利用全基因組序列和轉錄組分析,解析了其基因組特征和不同發育時期卵巢表達譜,利用免疫熒光雜交等技術對卵巢中的精子進行定位。研究發現,許氏平鲉交尾后的精子被固定在卵子膜表面的透明帶蛋白(ZP)層中,其基因組中孵化酶家族基因成員(HCE1-like)發生了擴張,這為消化透明帶蛋白釋放出精子做了充足的準備;許氏平鲉卵巢膜中“妊娠”相關信號通路的基因以及與胚胎植入相關的基因(如胎盤形成、血管形成、氧氣運輸等)顯著富集或者特異性高表達,且卵巢中有豐富的血管系統,這暗示著許氏平鲉卵巢有類似于胎生動物的子宮及胎盤的功能,可為胚胎提供營養和氧氣。

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