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1、水产动物性别决定的相关因素第1页，共39页，编辑于2022年，星期六演讲提纲：演讲提纲：n n研究意义研究意义n n环境因子对水产动物性别的影响环境因子对水产动物性别的影响n n水产动物性别决定相关基因水产动物性别决定相关基因n n展望展望第2页，共39页，编辑于2022年，星期六研究意义研究意义n n许多养殖水产动物的生物学性状在雌雄鱼之许多养殖水产动物的生物学性状在雌雄鱼之间存在较大的差异，因而开展性别决定机间存在较大的差异，因而开展性别决定机制的研究对实现动物性别的人为控制等都制的研究对实现动物性别的人为控制等都有着重大的现实意义。有着重大的现实意义。n n对于研究鱼类性腺的分化规律对研
2、究水产动对于研究鱼类性腺的分化规律对研究水产动物进化史和发育史具有重要的意义。物进化史和发育史具有重要的意义。第3页，共39页，编辑于2022年，星期六激素盐度、光照、水质、PH值和食物丰度等人工诱导多倍体人工诱导雌雄核发育温度环境因子环境因子第4页，共39页，编辑于2022年，星期六温 度n n温度诱导水产动物性别分化的机理尚处于探索中温度诱导水产动物性别分化的机理尚处于探索中,那么，那么，温度如何影响水产动物的性别分化温度如何影响水产动物的性别分化?就鱼类来说，较为就鱼类来说，较为认同的看法是温度影响体内性激素认同的看法是温度影响体内性激素(雄激素和雌激素雄激素和雌激素)的的产生。在雄激素
3、的作用下，鱼会趋向雄性分化；而在雌产生。在雄激素的作用下，鱼会趋向雄性分化；而在雌激素的作用下，鱼则趋向雌性分化。激素的作用下，鱼则趋向雌性分化。基因型雌性斑马鱼表型雄性卵母细胞凋亡性腺中的芳香化酶活性降低高温诱导第5页，共39页，编辑于2022年，星期六大西洋月银汉鱼受精卵雄性个体占58%3017-25雄性占88%雄性个体占85%雄性占25%泥鳅 11-192025雄性个体占86%第6页，共39页，编辑于2022年，星期六那么怎么样调控育苗养那么怎么样调控育苗养殖水温呢？殖水温呢？第7页，共39页，编辑于2022年，星期六n n 调节水温方式调节水温方式目前水产养苗池调节水温的一般方法是：由
4、目前水产养苗池调节水温的一般方法是：由人工用温度计到各池中测量温度数值，把实人工用温度计到各池中测量温度数值，把实测温度与标准温度比较，根据比较结果对供测温度与标准温度比较，根据比较结果对供热水阀门进行必要的调节，过一段时间后，热水阀门进行必要的调节，过一段时间后，还需再次对各水池的温度进行检测以决定下还需再次对各水池的温度进行检测以决定下一步的调节方向。（有的采用中间池预混合一步的调节方向。（有的采用中间池预混合 ）第8页，共39页，编辑于2022年，星期六采用步进电机并结合采用步进电机并结合PID(工业自动化术语工业自动化术语)反馈调节控制热水反馈调节控制热水阀的开启角度实现池水的加热，同
5、时采用变频器来控制风机阀的开启角度实现池水的加热，同时采用变频器来控制风机的转动来实现池水的降温，相应降低了系统的功耗。系统能的转动来实现池水的降温，相应降低了系统的功耗。系统能够根据仔苗孵化温度曲线的要求，实现育苗池的温度自动检够根据仔苗孵化温度曲线的要求，实现育苗池的温度自动检测和智能控制。测和智能控制。第9页，共39页，编辑于2022年，星期六控制系统工作流程第10页，共39页，编辑于2022年，星期六泰国最美人妖第11页，共39页，编辑于2022年，星期六激 素第12页，共39页，编辑于2022年，星期六n外源激素可起到性逆转作用，这在大部分鱼类中已实现。通过使用甾类激素在性腺分化的关
6、键时期处理幼鱼，可得到单性或原发单性种群，这给鱼类性别决定研究提供了一个启示：在个体发育过程中，甾类激素可能是性分化过程中的一个重要因素。第13页，共39页，编辑于2022年，星期六性激素睾丸分泌的为雄性激素卵巢分泌的为雌性激素在雌性激素作用下皮质部分化为卵巢，髓质部不发育而呈雌性具有产卵生殖功能；反之，在雄性激素作用下，鱼会变成雄性。第14页，共39页，编辑于2022年，星期六性激素的处理方法投喂浸浴注射常用第15页，共39页，编辑于2022年，星期六n n在发展渔业生产过程中，若想增加雌性鲤鱼和鲫鱼等鱼类的数量，可采用雌性激素进行处理，即在鱼苗池中子鱼开始摄食时，将饲料中添入一定量的苯甲酸
7、二醇，连续处理2个3个月，雌性比例就可以达到95%左右。同样，用雄性激素甲基睾丸酮处理罗非鱼、黄鳝等鱼苗，可获得99%以上的雄性鱼。经过处理后的鱼类因性别单一，密度固定，不仅生长快，而且成本低，一般可增产30%左右。第16页，共39页，编辑于2022年，星期六人吃了这些食用过激素的鱼有危害吗？人吃了这些食用过激素的鱼有危害吗？n n一是可能出现过敏反应；一是可能出现过敏反应；n n二是会导致腹泻；二是会导致腹泻；n n三是在身体内残留的激素浓度过高会引起肿三是在身体内残留的激素浓度过高会引起肿瘤。瘤。n n四是有可能引起早熟四是有可能引起早熟第17页，共39页，编辑于2022年，星期六种间杂交
8、种间杂交n n利用种间杂交可以获得全雄或全雌，还可以利用种间杂交可以获得全雄或全雌，还可以产生中性不育鱼，且对于某些鱼类杂种优产生中性不育鱼，且对于某些鱼类杂种优势相当明显。利用种间杂交和激素诱导相势相当明显。利用种间杂交和激素诱导相结合的方法在水产养殖中也比较广泛。结合的方法在水产养殖中也比较广泛。莫桑比克罗非鱼雌性莫桑比克罗非鱼雌性霍诺鲁姆罗非鱼雄性杂交霍诺鲁姆罗非鱼雄性杂交,100的雄性后代的雄性后代第18页，共39页，编辑于2022年，星期六 尼罗非鲫（雌）奥利亚非鲫（雄）全雄后代莫桑比克非鲫（雌）角非鲫（雄）全雄后代第19页，共39页，编辑于2022年，星期六人工诱导雌核发育n n雌
9、核发育是鱼类单性生殖的一种重要生殖方雌核发育是鱼类单性生殖的一种重要生殖方式。它由两性参与，但进入卵内的同种或式。它由两性参与，但进入卵内的同种或异种精子不参与发育，只起激活卵子作用，异种精子不参与发育，只起激活卵子作用，卵子的发育完全在雌核的控制下进行，因卵子的发育完全在雌核的控制下进行，因此得到的后代全部表现母性性状。此得到的后代全部表现母性性状。第20页，共39页，编辑于2022年，星期六需要解决两个问题精子遗传精子遗传物质的失活物质的失活单倍体卵子单倍体卵子的二倍体化的二倍体化辐射处理辐射处理温度休克和温度休克和静水压处理静水压处理第21页，共39页，编辑于2022年，星期六大黄鱼精子
10、大黄鱼精子受精后的卵子受精后的卵子适宜剂量的紫外线照射用03的低温海水或静水压处理获得雌核发育获得雌核发育二倍体大黄鱼二倍体大黄鱼第22页，共39页，编辑于2022年，星期六人工诱导雄核发育n n雄核发育是指在雄核控制下进行发育的一雄核发育是指在雄核控制下进行发育的一种特殊的有性生殖方式，它也是鱼类单性种特殊的有性生殖方式，它也是鱼类单性发育的重要组成部分。人工诱导雄核发育发育的重要组成部分。人工诱导雄核发育方法与人工诱导雌核发育相类似，主要包方法与人工诱导雌核发育相类似，主要包括雌核染色体灭活和雄二倍体化两个步骤括雌核染色体灭活和雄二倍体化两个步骤。第23页，共39页，编辑于2022年，星期
11、六人工诱导三倍体n n三倍体鱼类最大特点是它的不育性，运用三倍体鱼类最大特点是它的不育性，运用三倍体的不育性，可以提高成熟鱼的生长三倍体的不育性，可以提高成熟鱼的生长率、成活率、抗病性以及延长鱼类寿命、率、成活率、抗病性以及延长鱼类寿命、控制鱼类的繁殖、防止对天然资源的干扰。控制鱼类的繁殖、防止对天然资源的干扰。第24页，共39页，编辑于2022年，星期六人工诱导三倍体人工诱导三倍体鱼类的方法鱼类的方法物理物理化学生物冷休克冷休克热休克热休克静水压休克静水压休克优于温度休克优于温度休克较高的诱导率较高的诱导率较高的孵化率较高的孵化率第25页，共39页，编辑于2022年，星期六2n诱导三倍体鱼产
12、生过程已抑制第二极体排放的卵子2nn精子n2n休克休克精子保留3n第26页，共39页，编辑于2022年，星期六行为对性别分化的影响n n有些生物在其一生中有由一种性别变化为另一种性别的现象，但在一段特定的时间里只会表现出一种性别，这种生物改变性别时机的选择取决于社会环境的激发因素，例如占支配地位的个体消失等!欧洲红海中的一种红鲷鱼，由二十多条构成一个群体，其中只有一条雄鱼!如果雄鱼死去，则雌鱼中的活动能力最强的一条卵巢变小并消失，雄性性腺开始发育，最后变成雄鱼。第27页，共39页，编辑于2022年，星期六芳香化酶基因芳香化酶基因BKM序列序列SRY基因基因锌指蛋白锌指蛋白基因基因 ZFYDMY
13、基因基因DAXIDmart基因家族基因家族Sox基因家族基因家族水产动物性别水产动物性别决定相关基因决定相关基因第28页，共39页，编辑于2022年，星期六Sox基因家族的研究n nsox基因家族参与诸如性别决定、骨组织的发育、血细胞生成、神经系统的发育、晶状体的发育等多种早期胚胎发育过程，其表达具有时空特异性，在胚胎发育过程中可在多种组织中表达。n n同一种sox基因在不同的组织中具有不同的功能。n n另一方面，不同的sox基因在不同的组织中可以具有相似的功能，甚至可以相互替代，功能冗余是十分常见的。第29页，共39页，编辑于2022年，星期六Dmart基因家族的研究n n研究者最初在与人性
14、反转相关区段9p24.3处发现了Dmrt1基因，该基因具有一个锌酯样的DNA结合结构域，称为DM结构域。DM结构域以调节目的基因转录的方式来调节发育过程。虽然处于常染色体上，但在雌雄中的表达量有差异。Dmrt基因家族同Sox基因家族都是参与发育调控过程中担负着多种功能，有着非常重要的理论和应用价值。第30页，共39页，编辑于2022年，星期六DAXI基因n nDAXI基因是位于X染色体剂量敏感性反转决定区上的一个候选基因，与先天性肾上腺发育不全有关，是一个强有力的转录抑制子。这个基因在人类和鼠类中有过较多的研究，人们发现DAX I基因和SRY基因具有拮抗作用，DAX1表达量的增加可抵消SRY基
15、因的作用，干扰睾丸的分化发育，导致个体向雌性发育。第31页，共39页，编辑于2022年，星期六DMY基因的研究n n在鱼类性别决定研究中，人们在小型模式动物青鳉体内发现了一个性别决定基因DMY，这是首次在非哺乳类的脊椎动物体内发现了性别决定候选基因。这个基因的发现弥补了线虫、果蝇与哺乳动物在性别决定研究中的缺口。同时迄今为止,DMY基因是鱼类在Y染色体上找到的，证明与精巢发生和分化最充分相关的一个性别决定功能基因。第32页，共39页，编辑于2022年，星期六锌指蛋白基因 ZFYn nZFY基因编码的蛋白其氨基酸组成了许多指环状，中间有锌桥连接，故也称为锌指蛋白。该蛋白由于具有明显的可与DNA结
16、合的结合位点，因此被认为能够参与基因表达调节。在性别分化的级联过程中作为一般转录因子或担任某一角色。第33页，共39页，编辑于2022年，星期六SRY基因n n哺乳动物SRY基因位于Y染色体上。目前，已有很多研究发现，胡子鲶、斑马鱼、泥鳅等鱼类的基因组DNA能与人的SRY探针结合，说明这些鱼类都拥有哺乳动物SRY基因的同源片段。第34页，共39页，编辑于2022年，星期六BKM序列n nBKM 重复序列首次发现于蛇的W染色体，在鸟类和爬行类性别决定中起到一定的作用。Wachtel等(1991年)以BKM为探针，与长棘花脂基因组DNA进行杂交，发现该鱼存在BKM序列，但并没有显示出性别差异。第3
17、5页，共39页，编辑于2022年，星期六芳香化酶基因n n芳香化酶是类固醇激素代谢中的1种重要酶类，属于细胞色素P450家族的一员，广泛存在于大多数脊椎动物的脑和垂体中，可催化某些雄激素转化为雌激素，是雌激素生物合成中的关键酶和限速酶，而性激素在鱼类性别分化中是必需的。第36页，共39页，编辑于2022年，星期六展 望n n水产动物性别决定至今还没有一个普遍的模式。但随着分子生物学和分子遗传学的发展、人类基因组和后基因组计划的实施，水产动物性别决定的分子遗传研究领域也在不断地拓宽。水产动物性别决定基因的发掘必将成为研究的热点和重点。第37页，共39页，编辑于2022年，星期六参考文献参考文献1
18、1楼允东，吴萍楼允东，吴萍,温度在水产动物性别控制中的作用温度在水产动物性别控制中的作用.上海水产大学学报上海水产大学学报.2008.2008年年7 7月月22张翠敏，杨永刚，姚青梅，胡张翠敏，杨永刚，姚青梅，胡 山山,海产育苗养殖水温控制系统海产育苗养殖水温控制系统设计设计.制造业自动化制造业自动化.2011.201133勤超，人工诱导黄颡鱼多倍体技术研究勤超，人工诱导黄颡鱼多倍体技术研究.华中农业大学硕士学华中农业大学硕士学位论文位论文.2010.06.2010.0644孙业盈孙业盈,半滑舌鳎性腺差异表达基因的克隆鉴定与表达分析半滑舌鳎性腺差异表达基因的克隆鉴定与表达分析,中中国海洋大学博
19、士学位论文国海洋大学博士学位论文.2008.06.2008.0655龚军辉龚军辉.环境与性别分化环境与性别分化.高等函授学报高等函授学报.2005.06.2005.0666麻艳群麻艳群,鱼类性别决定基因研究综述鱼类性别决定基因研究综述.动物科学动物科学.2011.201177聂振昌聂振昌 陈开健陈开健,性别决定基因性别决定基因(Sox9(Sox9，DMRT 1)DMRT 1)在水产动物的研究与在水产动物的研究与应用探讨应用探讨,河北渔业河北渔业.2009.2009年第年第4 4期期88王志勇，王志勇，蔡明夷，蔡明夷，刘贤德，刘贤德，姚翠鸾，姚翠鸾，林利民，林利民，谢芳靖，谢芳靖，刘家富刘家富.大大黄鱼人工雌核发育和性别控制的研究黄鱼人工雌核发育和性别控制的研究.2007.2007第38页，共39页，编辑于2022年，星期六欢迎提问指正！欢迎提问指正！第39页，共39页，编辑于2022年，星期六