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国内首次解析鱼类卵胎生的进化特征

作者: 廖洋 李华昌 王志刚 来源:科学网
2019-05-28 08:53 

日前,中国海洋大学教授张全启团队发表研究成果揭示鱼类卵胎生的进化特征,这是国内首次解析鱼类卵胎生的进化特征,为理解动物卵胎生和胎生生殖模式的进化提供了重要参考。该项成果获得中央高校基本科研业务费、国家重点研发计划“蓝色粮仓科技创新”等科研项目的资助,由张全启教授团队联合青岛华大基因研究院共同完成。

本研究从细胞和分子水平上证实,许氏平鲉仔鱼孵化前的胚胎发育过程中,不仅有卵黄提供的营养,而且还有来自于卵巢的营养供应,其繁殖方式是从卵胎生向真正的胎生进化过程中的一种过渡类型。

鱼类的繁殖方式有卵生、卵胎生和胎生,许氏平鲉是卵胎生繁殖还是胎生繁殖一直没有定论。该物种雌雄鱼11-12月交尾后,精子进入雌性的卵巢腔中,等待至次年的3-4月卵子成熟后才进行受精,胚胎在雌性卵巢内经过1个月左右的孕育孵化后,母体直接生产仔鱼。这种特殊的生殖特性为研究鱼类卵胎生的进化提供了宝贵的材料。该课题组以此为出发点,利用全基因组序列和转录组分析,解析了其基因组特征和不同发育时期卵巢表达谱,利用免疫荧光杂交等技术对卵巢中的精子进行定位。研究发现,许氏平鲉交尾后的精子被固定在卵子膜表面的透明带蛋白(ZP)层中,其基因组中孵化酶家族基因成员(HCE1-like)发生了扩张,这为消化透明带蛋白释放出精子做了充足的准备;许氏平鲉卵巢膜中“妊娠”相关信号通路的基因以及与胚胎植入相关的基因(如胎盘形成、血管形成、氧气运输等)显著富集或者特异性高表达,且卵巢中有丰富的血管系统,这暗示着许氏平鲉卵巢有类似于胎生动物的子宫及胎盘的功能,可为胚胎提供营养和氧气。(廖洋 李华昌 王志刚)

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