鱼类性别决定与分化相关基因的研究进展

鱼类性别决定与分化相关基因的研究进展

路畅1,2，苏利娜1，朱邦科 2

(1.华中农业大学水产学院，武汉 430070；

2.宁波大学海洋学院，宁波315211）

摘要：综述了SOX、DMRT、芳香化酶、FTZ-F1、FOXL2、Pod1、GSDF、Fanconi Anemia/BRCA 等一些与鱼类性别决定与分化相关基因的研究动态和进展，旨在为系统研究鱼类性别决定机制提供参考。

关键词：性别决定基因；SOX；DMRT；芳香化酶基因；FOXL2

中图分类号：文献标识码：文章编号：

Research Progress in the Sex Determination and

Differentiation Genes of Fish

LU Chang1, 2, SU Li-na1, ZHU Bang-ke2

(1.College of Fisheries, Huazhong Agricultural University, Wuhan Hubei 430070;

2. Faculty of Marine Sciences, Ningbo University, Ningbo Zhejiang 315211)

Abstract:This article reviews the research trends and progress in some sex determination and differentiation genes of fish, such as SOX, DMRT, aromatase, FTZ-F1, FOXL2, Pod1, GSDF and Fanconi Anemia / the BRCA, to provide a reference of fish sex determination mechanism.

Key words: sex determination gene；SOX；DMRT；aromatase gene；FOXL2

收稿日期：

作者简介：路畅，女，硕士研究生，

通讯作者：朱邦科，男，博士，副教授，E-mail:zhubangke@https://www.wendangku.net/doc/3b2405418.html,

1 前言

鱼类是脊椎动物中最低等但却是分布最广，种类最多的一类生物。鱼类在进化上比较原始，与高等脊椎动物相比，其性别决定的遗传力较小。鱼类的性别发育以遗传因素为基础，并受到外界环境和自身内分泌调节的影响，是三者相互作用的结果，因此鱼类的性别决定机制复杂多变，而且没有一个普遍的模式。鱼类中存在从雌雄同体到雌雄异体，从遗传决定型到环境决定型的各种性别决定类型，性逆转在鱼类中也是较为常见的现象，基本上具有所有脊椎动物的性别决定方式，因此鱼类是一个极好的研究性别决定机制进化的模型。

了解鱼类性别决定特点对于我们寻找性别相关基因及性染色体有很大的帮助。鱼类的性染色体组成形式多样，且其性染色体的出现与否及性染色体的种类与它们的系统进化地位无关，在亲缘关系较近的种类中，可能会具有完全不同的性染色体类型，如尼罗罗非鱼（Tilapia nilotica）为XX/XY型，而奥利亚罗非鱼（Tilapia aureus）为ZW/ZZ型[1]。据统计资料显示，在所研究的鱼类中，仅有10%左右的鱼类具有异型性染色体，只在个别鱼类中，如青鳉（Oryzias latipes）[2]，已鉴定出性别决定候选基因DMY，可以认为其性别是由性别决定基因控制。但大多数鱼的性别决定基因还有待寻找和证实。

鱼类性别决定的研究主要集中在与性别相关的基因上，如Sox9基因、DMRT1基因、芳香化酶基因、FTZ-F1基因等，近20年来有关鱼类性别决定与分化机理及性别相关基因的研究已取得了很大的进展。本文就近年来在鱼类性别相关基因方面所做的研究做一个综述。

2 鱼类性别决定相关的基因

2.1 SRY、ZFY、HOX

SRY（sex-determining region of the Y）是1990年Sinclair等[3]在人类Y染色体上克隆到的一个单拷贝基因，被认为是雄性哺乳动物性别决定的最佳候选基因。目前，已在黄鳝(Monopterus albus) [4]、斑马鱼(Danio rerio) [5]、泥鳅(Misgurnus anguillicaudatus)[6]等鱼中发现了SRY的同源片段，但该同源片段在雌雄个体中都存在且无差异。

ZFY基因(Zine Finger Y gene，ZFY)位于Y染色体上，是一个较强的转录激活因子，与精子的形成与发生相关。Ji等[7]在黄鳝基因组中检测出1条能与ZFY探针杂交的512bpDNA 片段，并将该片段定位到黄鳝的1号染色体上，在珊瑚鱼（Anthias squamipinnis）[8]和斑点

叉尾鮰(Ictalurus punctatus)[9]中也找到了能与ZFY探针发生特异杂交的片段，但在雌雄个体中无差异。

HOX（homeobox genes）是一组参与动物早期胚胎发育十分关键的基因。付元帅等[10]对四种鱼央属鱼的研究发现，这四种鱼的HOX基因同源序列均无性别特异性，也无种间和亚种间特异性。

SRY、ZFY和HOX是与哺乳类、鸟类及某些爬行类性别决定相关的基因，在鱼类中发现了它们的同源片段，但与鱼类性别决定的相关性不大。在性染色体及性别决定机制上，鱼类与其他脊椎动物有很大的不同，这可能与其进化速度及生长环境条件的不同有关。

2.2 SOX基因家族

由于SRY产物具有高度保守的HMG（high mobility group box）序列，被统称为SOX (SRY-Related HMG Box)基因家族，其编码的蛋白质可以和特定的DNA序列结合，是一类重要的转录调控因子。迄今为止，在包括鱼类在内的脊椎动物中发现了至少40种Sox基因，但与鱼类性别决定相关的主要有Sox9、Sox8、Sox3等。

Sox9是紧靠SRY基因的下游基因，被认为是哺乳动物SRY仅有的直接调节的目标基因，在SRY基因表达后被激活，且出现雄性率特异性升高的现象。Sox9基因在硬骨鱼类中也有类似的作用，促进精巢发育，其表达主要在精子细胞附近。在几种鱼类生殖腺分化的早期，已报道了关于Sox9基因的不完全性别二态性类型和在雌性个体中存在Sox9基因的表达，这些说明了Sox9在性别决定和性别分化的早期不起主要作用，但它可能参与生精小管后期的发育。Dong等[11]发现半滑舌鳎（Cynoglossus semilaevis）Sox9a基因在雄性的脑、垂体和性腺中的表达都显著高于雌性，而且Sox9a在9月龄的半滑舌鳎精巢中的表达量达到高峰，并且在原肠胚期的表达量高于其他时期，这说明Sox9a基因对半滑舌鳎的脑-垂体-性腺轴及精原细胞的形成起重要的作用。在鲤(Cyprinus carpio)[12]、奥利亚罗非鱼[13]等硬骨鱼类中克隆并鉴定出了sox9基因，但其是否与鱼类性别相关，作者没有做出说明。Sox8是继Sox9之后发现的，它与Sox9有相似的功能，可以替代Sox9的部分功能，但是与Sox9的功能强度相比弱了些[14]。

XX/XY型性别决定的生物中Sox3基因位于X染色体上。姚波等[15]对斜带石斑鱼(Epinephelus coioides)Sox3基因时空表达的研究证实了Sox3基因在中枢神经系统的发育、卵巢发生和功能维持上有重要作用。Zhou等[16]在对雌雄同体鱼的研究中发现Sox3在精原细

胞中表达，但Sox3继续表达，精原细胞的Sox3阳性向卵原细胞，卵母细胞发育。相反，如果Sox3停止表达，精原细胞的Sox3阳性则向精子发生发展。因此，Sox3作为一个转录因子，在卵子发生过程中起的作用比精子发生过程还要大。

Sox基因家族中与性别相关的基因在不同种类鱼中起不同的作用，甚至是相反的作用，Sox8、Sox9对鱼类的雄性发育起到重要作用，Sox3则对鱼类的雌性发育更重要。

2.3 DMRT基因家族

DMRT（Double-sex and Mab-3 related transcription factor）是近年新克隆到的一类编码与性别决定相关的转录因子的基因家族，被认为是脊椎动物中最原始的性别决定基因，位于常染色体上，其功能可能与精巢足细胞的发育有关。迄今，已在鱼类、爬行类、鸟类、哺乳类等脊椎动物中检测到了DMRT基因的存在，非脊椎动物如果蝇和线虫中也发现了DMRTl 基因参与性别决定，这充分显示了该基因家族在进化上的高度保守性。作为发育基因，其作用机理是产生具有时空差异的转录调控因子，以锌指方式与特异的DNA序列结合，在性别决定和分化发育中起调控作用。对半滑舌鳎[17]、尼罗罗非鱼（Tilapia nilotica）[18]的研究发现DMRT1基因只在成鱼的精巢中特异性地表达，在其他组织中无表达，这说明了DMRT1基因在雄性发育中起到重要作用。DMRT基因家族的其他成员在性别发育中也起到一定的作用。

DMY(the DM-domain gene on the Y chromosome)基因是在青鳉Y染色体上找到的一段DMRTl的复制片段，雌性个体中没有它的同源序列，这是首次在鱼类基因组中找到，被证明是与精巢发生和分化直接相关的一个性别决定功能基因[2]。青鳉DMY基因是雄性个体正常发展的重要基因，Masaru等[19]用一个携带DMY基因的117kbDNA片段诱导硬骨鱼类的性别分化，随后发现了青鳉雌性(XX)个体向雄性发展。对于青鳉而言，雌雄个体的区别只是单个的一个基因，那么我们就可以利用雄性DMY基因的PCR扩增条带的有无鉴定青鳉个体的雌雄性别。Konda等[20]首先以与青鳉同属的西里伯斯青鳉(Oryzias celebensis)为研究对象，以青鳉DMY和DMRT1基因为探针，用DNA印迹法研究在这种鱼类中是否存在DMY 基因，结果未能检测出雄性特异性带。但是Matsuda等[21]通过PCR方法在弓背青鳉(Oryzias curvinotus)中克隆到了DMY基因。由于鱼类在进化上原始而不彻底的特点，在性别决定上出现一定的偏差也是有可能的。

2.4 芳香化酶基因

芳香化酶是属于细胞色素P450的一种复合酶，也是体内由雄激素合成雌激素的重要酶类。在鱼类中，芳香化酶可通过调节体内雄激素和雌激素的比例，进而控制性别分化和发育的方向。硬骨鱼类有脑型（cyp19a1b）和卵巢型（cyp19a1a）两种芳香化酶基因，它们具有不同的表达调控机制，但具有相同的催化活性。芳香化酶的生物合成发生在所有脊椎动物中，但在大多数脊椎动物中只分布在脑和性腺中，但在灵长类动物中的分布更广泛，甚至在发育胎儿的胎盘及脂肪组织中[22]。Shan等[23]对日本鳗鲡（Anguilla japonica）芳香化酶基因的研究发现，脑中芳香化酶的活性在雌雄个体中没有差别，但在卵巢中能检测到该基因，在精巢中却无法检测到，表明了芳香化酶对卵巢的分化起到重要作用。邓思平等[24]在对半滑舌鳎的研究中发现cyp19a1a只在性腺中表达，且在性腺发育过程中，精巢和卵巢中的芳香化酶基因的表达都逐渐增强，但卵巢中的表达量始终高于精巢。他们进一步用甲基睾酮浸浴处理和高温诱导半滑舌鳎由雌性性逆转为雄性后，性腺中芳香化酶的表达量降低。这些结果表明了cyp19a1a参与了半滑舌鳎的性腺发育和性别决定过程。青鳉芳香化酶基因有9个外显子，其内含子大小明显小于人类，但其剪接位点与人类的相同[25]，这些说明在脊椎动物中，芳香化酶结构及其表达调节机制的保守性。现已证明，给予芳香化酶抑制剂能诱导产生雄鱼，这主要是因为阻止了芳香化酶基因的表达，导致雌激素量减少所引起的。最近的研究发现环境因子对最终性别的影响可以通过调节芳香化酶的活性来实现。通过对芳香化酶作用及基因表达的研究显示，芳香化酶基因是影响性腺分化较直接的因素，且芳香化酶基因与其他性别决定与分化相关基因间有抑制或促进的作用，研究该基因表达的调控是鱼类性别决定分子机制的重要部分。

2.5 FTZ-F1基因

FTZ-F1(ftshi tarazu-factor1)是核受体超家族的一员，最初是在果蝇中发现的，对芳香化酶基因的表达起促进的作用。Zhang等[26]用睾酮处理石斑鱼的实验证明了FTZ-F1受脑-垂体-性腺轴控制。Hofsten等[27]总述了斑马鱼的性别相关基因，得出FTZ-F1在其性别决定与分化中起到关键性作用，其表达类型与生殖腺分化及功能相一致。此外，虹鳟(Oncorhynchus mykis s)[28]、黄鳝[29]、半滑舌鳎[30]等鱼类中FTZ-F1在雌性个体中的表达量均高于雄性。

2.6 FOXL 2

FOXL2(winged helix /forkhead transcription factor gene 2)属于转录因子家族，是目前发现的脊椎动物卵巢决定和分化的最早的标志性启动基因，它可以调节卵巢芳香化酶，对卵巢的分化起到重要作用。Sridevi等[31]对革胡子鲶(Clarias gariepinus)的研究发现FOXL2主要在卵巢和雌性个体的脑中，在产卵前其表达量最大，这说明它对卵巢的再生起到了重要作用。他们证实了FOXL2对革胡子鲶芳香化酶的调控作用，并把FOXL2选定为一个对鲶雌性性腺发育很有潜力的卵巢和脑的标记。

2.7 Pod 1基因

过氧化物酶1（peroxidase 1，Pod 1）是转录因子中碱性螺旋-环-螺旋家族的一个成员，已被证实与哺乳动物的性别分化和生殖腺发生相关。小鼠Pod 1基因的敲除，可导致个体发生由雄性到雌性的性逆转[32]。在非哺乳类脊椎动物中的研究较少，Li等[33]从尼罗罗非鱼中克隆并鉴定出Pod 1基因，通过原位杂交技术检测出Pod 1的时空表达，在未分化的生殖腺中，Pod 1在雌雄两性个体的体细胞中都有表达，随后，在分化的稚鱼和成鱼的卵巢和精巢中持续表达，这说明了Pod 1不是性别分化所必须的，但在雌雄两性鱼类生殖腺发育过程中起到重要作用。他们的研究第一次揭示了Pod 1在硬骨鱼类性别分化初期和生殖腺发育中都起到重要作用。

2.8 GSDF基因

GSDF（gonadal soma-derived factor）基因是TGF-β超家族中奇异的一员，在硬骨鱼类中很保守。Shibata等[34]从青鳉中克隆出GSDF基因，实时定量PCR技术显示受精后6天，雄性个体整个胚胎的GSDF基因的表达量升高，这与睾丸分化的起始是一致的。GSDF基因在XY型生殖腺中的表达量明显高于XX型。XY型胚胎用17-β雌二醇处理后再用实时定量PCR技术检测，发现GSDF在处理后胚胎中的表达量下降。Gautier 等[35]对斑马鱼的研究中发现GSDF是由单拷贝基因编码的，其基因主要在成年个体的粒层细胞和支持细胞中表达。对GSDF及其邻近基因的研究发现，GSDF是唯一在精巢中表达量高于卵巢的线性染色体基因，相反，GSDF相邻基因，如nup54、aff1等则优先在雌性的生殖腺中表达。Sawatari等[36]报道GSDF刺激虹鳟的精原细胞的增值和精子的发生，与其性别分化有一定关系。

2.9 Fanconi Anemia/BRCA基因

Fanconi Anemia/BRCA（即范康尼贫血症）是类似于骨髓衰竭、白血病、鳞状细胞癌及包括生殖官能不良、不孕症等发育异常的一种人类疾病。斑马鱼基因组与人类相似度达到87%，对于该基因只在斑马鱼中有研究。据Rodriguez等[37]的研究，斑马鱼有一个与人的FANC基因同源的基因，两个及两个以上FANG基因的突变（如fund 和fancd1(brca2)）可导致其由雌性到雄性的性逆转。Fancl是Fanconi Anemia/BRCA DNA修复途径中的一个成员，在减数分裂中对提高卵母细胞的成活率发挥了重要作用。该基因的突变可使卵原细胞高效转化成成熟卵母细胞的过程受阻，而引起斑马鱼由雌性到雄性的性逆转。

3 性别决定与分化相关基因之间的关系

3.1 SOX基因与DMRT基因在性别决定中的相互关系

在哺乳动物，如小鼠中，SRY开始表达在DMRT1之后[38]，因此推断，DMRT1位于SRY 的上游，DMRT1启动SRY的表达；在非哺乳类脊椎动物，如鸡的Sox9基因及爬行类、两栖类、鱼类中的DMRT1基因均在胚胎未分化的性腺中表达，因此推断，非哺乳类脊椎动物中，Sox9和DMRT1都可能位于性别决定基因的上游。

3.2 FTZ-F1基因与芳香化酶基因之间的关系

在包括人[39]及乌龟[40]在内的一些物种中已经证实了芳香化酶基因的表达量依赖于FTZ-F1的表达水平。斑马鱼中，Cyp19的启动子区域包含了FTZ-F1基因的结合位点，这说明了FTZ-F1在性腺中对芳香化酶的表达起到一定的作用。

Watanabe等[41]对青鳉的研究发现，卵泡中芳香化酶基因的表达在转录水平上进行调节。他们从青鳉卵泡中克隆出编码FTZ-F1样蛋白的cDNA序列，在体外转录成mdFTZ-F1，与从青鳉卵泡中提取核酸进行杂交，用核酸探针检测出复合物，这说明在青鳉芳香化酶基因启动子区域包含了孤核受体的结合基序。卵子发生时，mdFTZ-F1的转录正好与芳香化酶基因的转录相一致。转染实验进一步说明了mdFTZ-F1在青鳉芳香化酶基因启动子区域潜在的转录调节活性。不同的是Liu等[42]对发生天然性逆转且雄性先熟黑鲷（Acanthopagrus schlegeli）的两种性别相关基因表达的研究发现，卵巢中2+ 龄鱼芳香化酶基因的转录水平明显高于1+ 和5+ 鱼，结果说明了芳香化酶基因可能参与了黑鲷天然性逆转，但卵巢中FTZ-F1在不同的

年龄组中没有变化，得出FTZ-F1对芳香化酶不起上调作用的结论。

尽管对于参与斑马鱼性别决定与分化的一些基因的等级关系知之甚少，但是芳香化酶在斑马鱼性别决定与分化中起着直接的作用。中胚层在WT1和ff1a基因的作用下分化出泌尿生殖嵴，又在WT1作用下分化出排泄系统，泌尿生殖嵴在分化成稚鱼卵巢组织，卵巢组织分泌芳香化酶，使雌激素保持在较高的水平，促进卵巢的发育，使斑马鱼向雌性发育；促进雄性发育的基因（如Sox9a、AMH、DMRT1、GATA、ff1a、ff1b等）则抑制芳香化酶基因的表达，使睾酮含量增加，雌激素含量下降，促进精巢发育，使斑马鱼个体向雄性发育。

3.3 其他

一些鱼类的性腺在受精后都向卵巢，如斑马鱼[43]，或精巢发育，发育一定时间后，在一些基因的作用下一部分鱼类开始向另一种性腺发育。激素是鱼类最终性别的决定因素，芳香化酶作为雌雄激素间的桥梁，与其他性别决定与分化相关基因有密切的关系，促进雄性发育的基因抑制芳香化酶基因的表达，相反，促进雌性发育的基因则促进芳香化酶基因的表达。

4 小结

半滑舌鳎雄性个体的发育是由SOX9a和DMRT1等共同作用的结果，雌性个体的发育是由cyp19a1a和FTZ-F1等共同作用决定的。GSDF基因等决定斑马鱼的雄性个体发育，FTZ-F1等决定其雌性个体的发育，对高等脊椎动物性别决定起作用的SRY存在于鱼类雌雄个体中，且无差异。鱼类性别决定的机制复杂而多变。通过以上所述，不难看出很多已经研究透彻的与性别决定与分化相关的基因在鱼类中没有表现出普遍的性别差异，那么简单地利用已知的相关基因去寻找鱼类的性别决定基因的途径已经走不通，有必要从鱼类本身的基因组中去定位和寻找性别相关的基因。李静等[44]提出分子标记在鱼类性别研究中的重要作用，并列举了RAPD、SSR、AFLP在该研究中的重要作用。半滑舌鳎、石斑鱼（Epinephelus drummondhayi）等一些鱼类的全基因组测序已经完成，为我们提供了大量的基因序列和巨大遗传信息数据库，这将为揭示鱼类性别决定与分化的遗传基础提供可能。

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性别决定及其控制

性别控制是通过人为地干预并按人们的愿望使雌性动物繁殖出所需性别后代的一种繁殖技术。可以通过人工授精或体外授精将分离的优良精子注入受体，精子的分离可通过物理、免疫、流动细胞等分离方法进行分离。授精后，可通过胚胎性别鉴定，如染色质、染色体组型鉴定法、雄性特异抗原鉴定或分子生物学SRY-PCR鉴定。 性别控制对我们的生产、生活都有很重要的作用。1：可使受性别限制的生产性状（如泌乳性状）和受性别影响的生产性状（如肉用、毛用性状等）能获得更大的经济效益；2：可增强良种选种的强度和提高育种效率，以获得最大的遗传进展；3：对人类来说，通过精子性别的选择，可以避免怀孕一个与X相关隐性疾病的婴儿；对于平衡一个家庭后代的性别比例也将起到积极的作用，从而可以控制人口增长。 两栖爬行动物性别决定的研究进展 摘要:两栖爬行动物性别决定的方式有基因型性别决定和环境型性别决定两种类型.本文综述了两种类型的最新研究进展，推测两种性别决定机制在分子水平上可能是一致的，对进一步研究存在的问题作了一定的分析. 性别决定和分化机理的研究一直是生命科学的一个热点领域.科学家们经过异常艰苦的研究才逐步揭开了性别决定的神秘面纱.众所周知，哺乳动物的性别是由性染色体决定的，在受精时，带有Y染色体的精子与卵子结合发育为雄性，带有X染色体的精子与卵子结合发育为雌性，X染色体与Y染色体在动物性别决定中似乎具有同等的作用，但随着细胞生物学、分子遗传学、发育生物学等学科的迅速发展，专家们发现，位于Y染色体上的SRY(Sex determing of Y chromosome)基因才是辜丸决定因子TDF(Testis determing factor,Tl)F)的最佳候选基因[ 1]. SRY基因的缺失可以使动物个体发育过程出现性反转(2)，这更进一步证明了SRY基因在性别决定中的重要作用‘可是，两栖爬行动物的许多物种没有性染色体的分化，这说明两栖爬行动物性别决定机制可能具有多样性.目前认为两栖爬行动物性别决定的方式有二:一是基因型性别决定，二是环境型(主要是温度依赖型)性别决定. 1、两栖爬行动物基因型性别决定(Gene type sex determination, GSD) 两栖爬行动物基因型性别决定遗传学上的证据: 基因型性别决定是指子代的性别是通过性染色体来决定的，它不受外界环境的影响，胚胎发育成雌性或雄性的趋向取决于其性染色体的组成，XY型(或zz型)将发育成雄性，而XX型(或zw型)将发育成雌性.哺乳动物是基因型性别决定的代表.二十世纪五十年代以前，两栖爬行动物染色体是否有性染色体的分化，尚未完全清楚，直到1962年sew[31第一次报道了爬行类有异型染色体的存在，继此之后，性染色体在两栖爬行动物中才相继被发现.在蛇类中，性染色体的分化最为明显，其性染色体为zw(或ZZ)型，其分化程度从低等到高等逐渐增高[41.经典的分类和解剖学认为，蟒蛇科是较原始的类群，而游蛇科是由其演化而来的，蝗科又是在游蛇科的基础上进一步发展来的，性染色体的分化也表现这一规律.蛇类的性染色体一般是由核型中的第四对大染色体分化形成.在这种分化中，z染色体一直保持不变，仅w 发生了变化，这种变化主要通过缺失卜倒位及重复等形式而进行[s1蜘蝎类目前已有7科约70多种发现具有性染色体〔6-71.龟鳖目大多缺乏性染色体的分化!8-91鳄目至今未发现有异型染色体〔10-111.两栖类即使有异型染色体分化的种类，也仅在性相关区有分化〔121.在两栖爬行动物中，具有性染色体的物种，其性别是由异型性染色体决定的，或者说是由基因型决定受精卵发育为雄性或雌性;其性别决定机制与哺乳动物和鸟类相似.例如，动胸龟科中沙氏赓香龟与大1!d香龟是具异型性染色体的，雄性为XY型，雌性为XX型;中华大婚蛛也具异型性染色体，雌性为zw型，雄性为zz型.而在虎绞蛙、乌龟、平胸龟、中华鳌等物种中，雌雄个体均未见有异型性染色体的分化，这些物种*基因保守区的克隆及序列分析也显示[13一‘6)，雌雄个体间未有差异，这些物种性别决定为EST)机制.这就从反面证实了性染色体的分化是GSI〕机制的遗传基础.

SOX_DMRT性别决定基因家族及其应用研究进展_李楠

SOX 、DMRT 性别决定基因家族及其应用研究进展 * 李楠 1,2 王秀利 1** 仇雪梅 1 (1大连水产学院生命科学与技术学院,大连 116023;2黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院,大庆 163319) 摘 要: SO X 基因家族是在动物中发现的一类新的编码转录因子的基因家族,其产物具有一个HM G 基序保守区,参与诸如性别决定等多种早期胚胎发育过程。到目前为止,在XX -XY 染色体性别决定系统中,只发现了两个性别决定基因:一个是SRY ,它主要在哺乳动物性别决定中起作用;一个是DM Y,它是在青鳉(Or y z ias latip es )中发现的。SRY 属于SOX 基因家族,而DM Y 则属于另一个普遍参与脊椎动物性别决定过程的D M T R 基因家族。本文综述了这两大性别决定基因的研究进展,并探讨了它们在水产养殖动物性别决定基因研究中的意义和价值。 关键词: 性别控制 SO X 基因 DM R T 基因 动物 水生动物 The Research Advances and Applications of SOX and DMRT Gene Family Li Nan 1,2 Wang Xiuli 1 Qiu Xuemei 1 (1College of L if e scie nce and Biotec hnology ,Dalian Fisher ie s Unive rsity ,Dalian 116023; 2 Colleg e of L if e science and Biotechnolog y ,H eilongj iang A ug ust First L an d Rec lamation Univ er sity ,Daqing 163319) Abstract: T he Sox g ene family of transcriptio n factor s ar e fo und thro ug hout t he animal kingdom.T hey ar e char acter ized by the presence of a H M G domain,involved in the r egulation of such diverse dev elo pmental pro cesses of early embry o -g enesis as sex deter minat ion.In the XX -XY sex determining chro mosomal sy stem,there are only tow sex deter mined gene has been found:one is the SRY g ene,which play an im po rtant ro le in mammals;the ot her is the D M Y g ene,which has been found in Or y z ias latip es .T he SR Y g ene belonged to the SO X g ene fam ily ,and DM Y belonged t o the DM T R gene family,w hich is inv olv ed in sex det erminatio n of v ertebrates.T his r eview mainly discusses the research trends and development o f SOX gene family,and DM T R gene family,and po int out the re -search value in searching for sex deter mined g ene in aquatic animals. Key words : Sex -determining co nt rol SOX DM RT A nimal Aquat ic animal 动物的性别控制是指通过对精子或胚胎的性别进行鉴定,从而达到调控子代性别的目的。随着胚胎冷冻、胚胎切割、体细胞克隆技术的日渐成熟,使得动物的性别控制显得更为重要。多少年来人们一直在不停地探索如何提高动物性别控制的准确性。随着科学技术的发展,人们不仅在细胞水平上发现了高等动物的性别决定于性别分化过程,而且还通过染色体的组型和核型分析,找到了与性别紧密相关的染色体)))性染色体。分子遗传学原理和分子 生物技术的飞速发展,使得人们在基因水平上研究动物的性别控制有了可能。如果我们掌握了某些动物的性别决定基因,利用现代分子标记技术,便可极 大的提高性别控制的准确性和有效性。1990年哺乳动物性别决定基因SRY 的发现[1],是哺乳动物性别控制领域的一项重大突破。近年来人们又发现和确定了一些与哺乳动物性别决定相关的基因(DM -RT 1、DAX1、WT1等),并提出几种基于哺乳动物性别决定基因的分子调控模型。人们在研究和应用哺 收稿日期:2005-04-07 * 基金项目:大连水产学院科研基金项目 **通讯作者:王秀利(1964-),男,博士,教授。E -mail:xiuliw ang417@sin https://www.wendangku.net/doc/3b2405418.html, 生物技术通报 #综述与专论# BIOTECHNOLOGY BU LLETIN 2005年第3期

所有雌性鱼类都没有性别_哪些鱼类会改变性别

所有雌性鱼类都没有性别_哪些鱼类会改变性别 在脊椎动物中无性繁殖的物种很少，使得亚马逊(Poecilia formosa)成为最大的例外。原产于德克萨斯州和墨西哥边境地区的小型鱼类不会产生任何雄性后代。雌性通过雌核发育无性繁殖，使它们的女儿成为自己的克隆。 这种类型的繁殖也意味着他们需要精子来触发克隆过程。所以亚马逊鼹鼠与密切相关的莫莉鱼配对以获得这种精子。精子细胞甚至可以穿透卵细胞;然而，没有雄性的DNA被掺入莫莉的蛋中。相反，鸡蛋完全破坏了雄性基因。 根据已有的理论，这个物种不应再存在。它应该在进化过程中长期灭绝，Manfred Schartl 解释说。该生物化学家在维尔茨堡大学生物中心担任生理化学主席。Schartl与一个国际研究团队探讨了亚马逊莫利如何成功地生存下去。为此，研究人员对鱼类的基因组进行了测序，并将其与相关物种的基因组进行了比较。他们的研究结果发表在最新一期的自然生态与进化杂志上。 与既定理论相矛盾 有两个主要原因反对无性繁殖长期存活的物种：在任何基因组中都会发生有害的变化。在后代是纯克隆的生物中，这些缺陷会在几代人之间累积，直到没有更健康的个体，Schartl 解释道。在卵子和精子细胞形成过程中染色体的数量减少一半时，可以很容易地消除这种缺陷，这些卵子和精子细胞在受精期间分别从母体染色体和父体染色体的一半进行重组。 另一个论点反对一个物种的长期存活，其后代是其母亲的克隆：这些物种通常不能像其性生殖对象那样迅速适应环境变化，Schartl说。因此，在几代人之间，他们应该处于进化的失败一方，这需要适者生存。 独特的遗传变异 为了回答为什么这个理论不适用于亚马逊molly的问题，科学家研究了他们的基因组以及两种相关的鱼类物种的性别。主要见解是：我们发现亚马逊地区几乎没有遗传变异的证据，而是一种独特的遗传变异和正在进行的进化过程的明显迹象，Manfred Schartl说，并且他继续解释特别是与免疫系统相关的基因在P. formosa的基因组中表现出高水平的遗传变异性。从这一点来看，该研究的作者得出结论，这种可变性与广泛的免疫反应相结合，这实际上促成了这样一个事实：亚马逊鼹鼠并不分享许多其他无性繁殖的物种的命运，即成为病原体的受害者。 进一步的研究结果 比较相关鱼种P. formosa，P。latipinna和P. mexicana的基因组表明差异很小。所有这三个都携带25,220个蛋白质编码的基因。 令人惊讶的是，P. formosa的基因组还包含雌性鱼不需要的基因，例如精子发生的基因，雄性的发育或卵子和精子细胞的减数分裂。 没有主要的遗传损害不能通过P. formosa仅在几代之前发展的事实来解释。从基因组内部看，这个物种可能在大约10万年前进化。随着新一代每隔三到四个月出生一次，自从P. formosa 首次存在以来，这已经达到了大约500,000代，这比标准理论预测到灭绝的时间要长得多。顺便说一句，这也是智人可以回顾的几代人。 然而，P。formosa可能参与进化过程，但是，在天然发生的突变和竞争克隆的选择过程的范围内。在这方面，无性繁殖甚至证明对亚马逊有益：没有维持两性的费用，鱼群可以更快

揭示鱼类中温度与性别的表观遗传学机制

PLoS Genet.：揭示鱼类中温度与性别的表观遗传学机制 作者：mumu来源：生物谷2011-12-31 0:12:51 12月29日，据《每日科学》报道，一项由西班牙国家研究委员会（CSIC）海洋科学研究所领导、基因组调控中心（CRG）研究人员共同合作的研究，发现了鱼类中温度和性腺性别之间的表观遗传学机制。在雌鱼中，高温会增加性腺芳香酶启动子的DNA甲基化。 环境温度对性别决定有影响。有些物种，如大西洋银边鱼，其性别决定主要取决于温度。而另外一些物种，其性别决定已写在其DNA内，但温度仍然能够颠覆这种遗传"指令"。 之前有关欧洲鲈鱼（一种鱼，其性别决定取决于遗传因素和环境因素的共同作用）的研究表明，从一个正常性别比例的群体开始--即等比例的雄性和磁性个体，只需要在早期发育的一个关键时期通过增加水温，即可得到一个全是雄性个体的群体。 最有趣的现象是，温度在性腺未分化的某个时刻影响最大，而不是性腺开始形成。为什么会发生这种情况，是什么使温度能颠覆遗传因素，至今，都是个由来已久的难题。 现在，一项由西班牙国家研究委员会（CSIC）领导的研究解开了谜底。由巴塞罗那CSIC海洋科学研究所Francesc Piferrer教授领导的团队，描述了由温度升高诱导触发芳香化酶基因沉默的机制。 芳香化酶是一种能将雄激素转变为雌激素的酶，它在所有非哺乳类脊椎动物卵巢发育中至关重要。如果没有芳香化酶，就不会有雌激素；没有雌激素，卵巢就不可能发育。这项研究，将发表于本期PLoS遗传学期刊上。 早期效应

在实验中，科学家将2组欧洲鲈鱼幼鱼在它们生命的第一周培养在不同的温度（常温和高温）中。 结果表明，高温增加了芳香化酶启动子（cyp19a）的DNA甲基化，这反过来又驱动了它的沉默，因为其转录活性被抑制了。暴露于高温的这组，那些基因上是雌性只部分的受了影响的雌鱼，最终仍发育为雌性。然而，还有其他一些基因上是雌性但含有高水平的DNA甲基化的雌鱼，最终发育成了雄性，因为它们的芳香化酶被抑制了。 这是第一次，表观遗传学机制将环境因素与性别决定的细胞内机制联系在一起，而后者已在任何动物中被描述过。在此之前，只有一个类似的机制在一些植物中被描述过。 如研究员Francesc Piferrer指出，动物受影响非常快，远在组织学样本中出现可见性的雌雄差异（这发生在生命的第150天）之前，甚至远在性腺开始形成（这发生在生命的第35天）之前。 这项工作解释了，为什么水温仅升高几度就能将这些动物男性化， 它同样解释了，为什么许多在农场养殖的鱼是雄性，因为农民在幼鱼期升高了水温以加速它们的成长。Piferrer补充道，温度控制性别决定在爬行动物中非常常见。如果在这类脊椎动物中也存在一个类似的机制，那将是非常有意思的一件事。（生物谷https://www.wendangku.net/doc/3b2405418.html,） https://www.wendangku.net/doc/3b2405418.html,/biology/genetics/514936.shtml

生物性别决定方式

决定方式 不同的生物，性别决定的方式也不同。性别的决定方式有：环境决定型（温度决定，如很多爬行类动物）；年龄决定型（如鳝）；染色体数目决定型（如蜜蜂和蚂蚁）；有染色体形态决定型（本质上是基因决定型，比如人类和果蝇等XY型、矢鹅和蛾类等ZW型）等等。 1 性染色体决定性别 多数生物体细胞中有一对同源染色体的形状相互间往往不同，这对染色体跟性别决定直接有关，称为性染色体；性染色体以外的染色体统称常染色体。 1.1 XY型性别决定 箭头所指性染色体,大者为X染色体,小者为Y染 凡是雄性个体有2个异型性染色体，雌性个体有2个相同的性染色体的类型，称为XY型。这类生物中，雌性是同配性别，即体细胞中含有2个相同的性染色体，记作XX；雄性的体细胞中则含有2个异型性染色体，其中一个和雌性的X染色体一样，也记作X，另一个异型的染色体记作Y，因此体细胞中含有XY两条性染色体。XY型性别决定，在动物中占绝

大多数。全部哺乳动物、大部分爬行类、两栖类以及雌雄异株的植物都属于XY型性别决定。植物中有女娄菜、菠菜、大麻等。 在哺乳动物的性别决定中，X染色体和Y染色体所起作用是不等的。Y染色体的短臂上有一个“睾丸决定”基因，有决定“男性”的强烈作用；而X染色体几乎不起作用。合子中只要有Y就发育成雄性；仅有X染色体（XO）则发育成雌性。雌雄异株的女娄菜体内，Y染色体携带决定雄性的基因，具有决定雄株的作用。决定雌株的基因大部分在X上，也有一些在常染色体上。但对于果蝇来说，Y染色体上没有决定性别的基因，在性别决定中失去了作用。X是雌性的决定者。例如染色体异常形成的性染色体组成为XO的果蝇将发育为雄性，而性染色体为XXY的果蝇则发育为雌性。 1.2 ZW型性别决定 ZW型性别决定 凡雌性个体具有2个异型性染色体，雄性个体具有2个相同的性染色体的类型，称为ZW 型。这类生物中，雄性是同配性别。即雌性的性染色体组成为ZW，雄性的性染色体组成为ZZ。鸟类、鳞翅目昆虫、某些两栖类及爬行类动物的性别决定属这一类型。例如家鸡、家蚕等。

鱼类性别决定与分化相关基因的研究进展

鱼类性别决定与分化相关基因的研究进展 路畅1,2，苏利娜1，朱邦科 2 (1.华中农业大学水产学院，武汉 430070； 2.宁波大学海洋学院，宁波315211） 摘要：综述了SOX、DMRT、芳香化酶、FTZ-F1、FOXL2、Pod1、GSDF、Fanconi Anemia/BRCA 等一些与鱼类性别决定与分化相关基因的研究动态和进展，旨在为系统研究鱼类性别决定机制提供参考。 关键词：性别决定基因；SOX；DMRT；芳香化酶基因；FOXL2 中图分类号：文献标识码：文章编号： Research Progress in the Sex Determination and Differentiation Genes of Fish LU Chang1, 2, SU Li-na1, ZHU Bang-ke2 (1.College of Fisheries, Huazhong Agricultural University, Wuhan Hubei 430070; 2. Faculty of Marine Sciences, Ningbo University, Ningbo Zhejiang 315211) Abstract:This article reviews the research trends and progress in some sex determination and differentiation genes of fish, such as SOX, DMRT, aromatase, FTZ-F1, FOXL2, Pod1, GSDF and Fanconi Anemia / the BRCA, to provide a reference of fish sex determination mechanism. Key words: sex determination gene；SOX；DMRT；aromatase gene；FOXL2 收稿日期： 作者简介：路畅，女，硕士研究生， 通讯作者：朱邦科，男，博士，副教授，E-mail:zhubangke@https://www.wendangku.net/doc/3b2405418.html,

性别决定与性别控制

第六章性别决定与性别控制 雌雄性别分化是生物界最普遍的现象之一，也是遗传学研究的一个重要内容。在自然条件下，两性生物中雌雄个体的比例大多是1：1，是典型的孟德尔比数，这说明性别和其他性状一样受遗传物质的控制。 第一节性别决定的遗传理论 关于性别决定的机制问题，曾有过多种假说，直到1902年，威尔逊(E. B.Wilson)、萨顿(W.S. Sutton)等首次发现了性染色体后，性别决定自然与性染色体联系起来，逐步形成了性染色体决定性别学说，这也是目前最流行的学说。在动物中，除性染色体决定性别外，还有基因平衡理论、H-Y抗原及染色体的倍数等与性别有关理论。 一、性染色体类型与性别决定 在二倍体动物以及人的体细胞中，都有一对与性别决定有明显直接关系的染色体叫做性染色体，其他的染色体通称为常染色体。有些生物的雄体和雌体在性染色体的数目上是不同的，简称性染色体异数。例如，蝗虫的性染色体，即X染色体，在雌虫的体细胞里是一对形态、结构相同的染色体(可用XX表示)，但雄虫的体细胞里却只有一条性染色体(可用XO表示)。另一些生物的雌体和雄体的每个体细胞里都有一对性染色体，但它们在大小、形态和结构上随性别而不同。例如，猪雄性体细胞中是一对大小、形态、结构不同的性染色体，大的一条叫X染色体，小的一条叫Y染色体，雌性的体细胞中是一对X染色体。 X、Y性染色体在形态和内容上都不相同，它们有同源部分也有非同源部分。同源部分和非同源部分都含有基因，但因Y染色体上的基因数目很少，所以，一般位于X 染色体上的基因在Y染色体上没有相应的等位基因。 从进化角度看，性染色体是由常染色体分化来的，随着分化程度的逐步加深，同源部分则逐渐缩小，或Y染色体逐渐缩短，最后消失。例如，雄蝗虫的性染色体可能最初是XY 型，在进化过程中，Y染色体逐渐消失而成为XO型。因此X与Y染色体愈原始，它们的同源区段就愈长，非同源区段就愈短。由于Y染色体基因数目逐渐减少，最后变成不含基因的空体，或只含有一些与性别决定无关的基因，所以它在性别决定中失去了作用(如果蝇)。但是，高等动物和人类中随着X和Y染色体的进一步分化，Y染色体在性别决定中却起主要作用。 多数雌雄异体的动物，雌、雄个体的性染色体组成不同，它们的性别是由性染色体差异

两栖动物性别决定相关基因的研究进展

动物学杂志Chinese Journal of Zoology 2011，46（6）：134 140 两栖动物性别决定相关基因的研究进展 刘佳李忻怡张育辉 *陕西师范大学生命科学学院 西安 710062 摘要：两栖动物的性别决定机制主要包括遗传性别决定（genetic sex determination ，GSD ）和环境性别决定（environmental sex determination ，ESD ）。近年来，在两栖动物性别决定和性腺分化机制的研究中，运用分子生物学技术探讨性别决定相关基因及其相互关系方面的研究已获得新的成果。本文通过对DMRT 1、DAX 1、SF 1、SOX 3、SOX 9、FOXL 2、CYP 19、CYP 17在两栖动物性别决定中作用的分析，显示DAX 1、SF 1、FOXL 2、SOX 3均参与芳香化酶基因转录的调节，其中FOXL 2、SOX 3促进了CYP 19的表达，DAX 1、SF 1则与CYP 17的表达调节有关。这些结果提示，两栖动物性别决定相关基因通过作用于CYP 19、CYP 17的表达调控性别决定过程，基因和温度分别在GSD 和ESD 过程中通过影响雌、雄激素的水平而决定两栖动物性别。 关键词：两栖动物；性别决定；基因；温度中图分类号：Q953 文献标识码：A 文章编号：0250-3263（2011）06-134-07 Sex Determination-related Genes in Amphibians LIU Jia LI Xin-Yi ZHANG Yu-Hui * College of Life Science ，Shaanxi Normal University ，Xi'an 710062，China Abstract ：The sexual phenotype of amphibians is determined either by chromosomal factors （genetic sex determination ，GSD ），or by environmental factors （environmental sex determination ，ESD ）．Recently ，new findings on the sex determination-related genes and their interactions have obtained by utilizing molecular biology methods．Several genes such as DMRT 1，DAX 1，SF 1，SOX 3，SOX 9，FOXL 2，CYP 19and CYP 17have been found to play roles in determining the sexual phenotype of amphibians ，with DAX 1，SF 1，FOXL 2and SOX 3involved in transcriptional regulation of aromatase gene．FOXL 2and SOX 3promote CYP 19expression．DAX 1and SF 1can influence CYP 17expression．Sex-determination genes play their roles by acting on the expression of CYP 19and CYP 17．Both sex-determination related genes and temperature determine sex of amphibians by affecting estrogen and /or androgen levels．Key words ：Amphibians ；Sex determination ；Gene ；Temperature 基金项目 国家自然科学基金项目（No．130770243）； *通讯作者，E-mail ：yu-huizhang@163．com ；第一作者介绍刘佳，女，硕士研究生；E-mail ：liujia1986jj @ sina．com 。 收稿日期：2011-07-03，修回日期：2011-09-22 动物性别决定一直是生物学研究的热点内容。哺乳类的性别由性染色体决定， Y 染色体性别决定区（sex-determining region of Y-chromosome ，SRY ）在性别决定中起着主导作用， SOX 9、SF 1、WT 1和DAX 1等基因也参与了胚胎性别决定的过程 ［1］ 。鸟类的性别也是由基因决定的， EFT 1和DMRT 1分别为雌性和雄性的性别决定候选基因 ［2］ 。爬行动物的一些 物种是遗传依赖性性别决定，另一些则为温度依赖性性别决定，其中温度可能通过控制性别基因表达或调节雌激素水平来决定性别 ［3］ 。

性别决定相关基因研究进展

综述 性别决定相关基因研究进展 任亮 郭应禄 金杰 作者单位:100034北京大学第一医院泌尿外科北京大学泌尿外科研究所 性别分化是多种性别决定相关基因参与的复杂过程,任何环节异常均可导致性别的异常分化。了解性别决定相关基因的情况可帮助我们理解正常及异常的性别分化,提高泌尿外科诊治水平。 人类的性别分化分为3个时期:最初,在性别决定相关基因的作用下原始性腺分化为睾丸或卵巢,然后是生殖管 道的分化,最后是外阴部的分化发育。其中,性腺的分化发育过程比较复杂,参与调控的基因较多,涉及的很多机理尚不明确,某些环节的异常可以导致性别逆转,现对近年的研究进展作一综述。 一、SRY (sex -determining region of Y )基因 (一)SRY 基因的发现及其作用在对XX 男性性别逆转患者的研究中,Sinclair 等[1]发现,这些患者虽然没有完整的Y 染色体,但大都带有一个位于Y 染色体邻近假常染色质区的长约35kb 的特异性位点,这一位点含有一个开放阅读框架,即SRY 基因。在异常情况下,SRY 转位于X 染色体上引起46,XX 男性性别逆转综合征。Koopman 等[2]用小鼠Sry 转基因实验证实,带有Sry 的XX 小鼠发育为雄性,表明这一基因在男性发育中起重要作用,是引导睾丸发育的重要基因。 46,XX 男性性别逆转综合征的本质为遗传性别(染色体性别)与性腺性别不相符,多为散发性,发病率约为1/20000。此类患者一般智力正常,体型偏瘦长,具有男性心理,可表现男性第一、二性征,睾丸、阴茎、阴囊都较正常者小,可有原发性不育症及乳腺发育。典型46,XX 男性性别逆转综合征患者带有男性性别决定基因SRY ,因而向男性 发育,但由于缺乏Y 染色体的其他基因,患者性腺发育不良,功能低下,表现为无精症,雄性激素水平低下,促性腺激素水平升高[3]。 (二)SRY 基因的结构与功能研究表明SRY 基因无内含子,转录单位全长1.1kb 。其编码蛋白为一种DNA 结合蛋白,是一种转录因子,其中部 含有一个约80个氨基酸的区域,称为 HMG box 。HMG box 可特异性识别并结合核心序列为AACAAAG 的DNA 序列[4],并能使与之结合的DNA 弯曲成某一角度 [5] ,通过影响靶基因调控区的染 色质结构使转录调节复合体形成,从而启动或抑制靶基因的转录,通过一系列信号转导导致胚胎早期的睾丸发育。HMG box 在进化上高度保守,而在这一区域以外的DNA 序列则存在高度变异及较高的突变率,这表明HMG box 是SRY 基因的核心区域。当SRY 基因突变,破坏其与DNA 结合的能力或影响其使DNA 弯曲的功能时,可导致XY 女性性别逆转。 SRY 蛋白是一种转录因子,在胞质内合成后被转运入胞核,从而结合DNA 以启动或抑制基因转录,SRY 的HMG box 有两个独立的核定位信号区,分别位于HMG box 的两端,该区突变而使SRY 不能发挥作用,也可导致XY 女性性别逆转[6]。磷酸化修饰是调节转录因子活性的重要机制,cAMP 依赖的蛋白激酶可使人SRY 蛋白N -末端的丝氨酸残基磷酸化,表明在人类性别决定过程中,SRY 蛋白的翻译后修饰调节可能起重要作用[7]。 SRY 基因引导睾丸发育的具体信号转导通路尚不清楚。M cElreavey 等[8]提出性别分化过程的连锁假说,认为SRY 蛋白的作用是抑制下游基因的转录。在正常男性,某个常染色体基因受SRY 抑 制而不表达,因而发育为男性;正常女性发育时这个常染色体基因则活跃表达,表现为女性表型。他们还认为,这一下游常染色体基因的突变失活可以引起无SRY 基因的XX 男性个体;相反,如该下游常染色体基因突变导致其不受SRY 抑制,则可引起带有SRY 基因的XY 女性个体。 (三)SRY 基因的表达 目前认为,SRY 在睾丸支持细胞的前体细胞中表达,作为一个分子开关,其作用在于影响支持细胞的分化,支持细胞分化后产生的某些生物活性物质影响睾丸其他细胞的分化与成熟。 SRY 的表达水平在性别决定中有重要意义。在人类,带有相同的Y 染色体 片段的XX 个体可以表现不同程度的男性化[9],可能是由SRY 表达水平的不同引起的。在小鼠,XY 雌性的性别逆转可以由下调Sry 表达水平的突变引起。 比较不同种属基因组SRY 上游的序列可见一些保守区域,可能与SRY 表达的调节有关[10] 。但其具体调节机理 尚不清楚。 二、SOX9(SRY -related H MG box 9)基因 (一)SOX9基因的结构与功能SOX 基因家族因含有与SRY 基因同源的HMG box 而得名。SOX9是一个常染色体基因,与SRY 共同参与性别决定过程。人类SOX9失活时,可表现骨畸形综合征,其中大部分患者(75%)伴XY 女性性别逆转综合征;而SOX9基因异常引起的XY 女性性别逆转患者均伴有骨畸形病变,表明该基因在性别决定中也具有重要作用[11,12]。 SOX9是典型的转录因子,由DNA 结合结构域和转录激活结构域组成。其HMG box 除结合其他SOX 基因的结合位点外,还可与人类 型胶原基因的软骨

鱼类性别决定

鱼类性别决定 邹海玥 13级生物基地班 201300140153 世界上现存鱼类多达24000余种，是脊椎动物中分布最广、种类最多的类群。鱼类的性别决定和分化机制一直是人们最感兴趣的研究课题之一。鱼类的性别决定机制具有原始性、多样性和易变性。鱼类具有所有脊椎动物的性别决定方式，存在从雌雄同体到雌雄异体的各种性别类型，还存在性反转(sexreversal)现象，因此鱼类性别决定机制的研究对于整个脊椎动物类群性别决定机制的形成及进化途径的揭示有非常重要的理论价值。 一、鱼类的性别 1、鱼类的性染色体类型 据统计，约有1700多种鱼类进行过染色体研究，其中能从细胞学上鉴别出性染色体的仅176种，约占10.4%。在不同动物种类中所能找到的性染色体类型在鱼类中均能找到。总的来说，硬骨鱼类主要有以下五种性染色体类型: （1）XX/XY型 高等哺乳动物性染色体大多属此种类型，雌性性染色体为XX，为配子同型，雄性性染色体为XY，为配子异型。大多数鱼类属于这种类型，鲤形目中的螂鱼、鳃形目的胡子蛤、革胡子鳃等鱼类均属于此类型，而我国引入且在全世界范围内都在进行养殖的尼罗罗非鱼也属于此类型。 （2）ZW/ZZ型 ZW/ZZ型件鸟类中常见的性染色体类型。和XX/XY相反，雌性为配子异型，即Zw，雄性为配子同型，即22。常重杰等发现了大鳞副泥鳅的染色体属于此类型的细胞遗传学证据。 （3）XX/XO型 这是一种以性染色体数目差异存在的性染色体类型，在某些昆虫中较为常见。一般情况下，XX为雌性，而XO为雄性，即雄性缺少Y染色体。如褶胸鱼雌鱼具有36条染色体，而雄鱼只有35条染色体。 （4）ZO/ZZ型 ZO/ZZ型也是以性染色体数目差异存在的性染色体类型，某些蛾类就属于此类型，同ZW/ZZ型相比，雌性缺少W染色体。 （5）复性染色体 此类型性染色体多表现为X1X1X2X2/X1X2Y，这是由于性染色体和常染色体融合所致。如花鳅，原来雄性花鳅的染色体为X1X2X2Y，雌花鳅的性染色体为X1X1X2X2，其中，X2X2是一对常染色体，而X1Y是一对性染色体，在进化过程中雄性的一条X2

果蝇的性别决定

果蝇的性别决定 https://www.wendangku.net/doc/3b2405418.html, 2005-7-7 11:19:37 来源：生命经纬 果蝇的性别分化需要很多调控环节，我们先看一下总的途径，然后再介绍细节。果蝇早期胚胎中性指数(sex index)（X：A）决定了性别的分化。与性指数相关的性别决定途径是由Thomas Cline Baker(1984,1993)及其同事们建立的的。在些途径中有主调节基因和系列性别特异基因，它们涉及到RNA的不同剪接，产生不同的雌性和雄性的转录因子。 在此调节途经的第一步是由性指数(X染色体的条数和常染色体组数之比) X：A的比例决定的。性指数使转录因子具有特殊的浓度。而这种特殊的浓度充当了主调节基因的开关。当开关打开时RNA能正常剪切而产生下一步调节的活性转录因子，从而激活雌性特异基因，使胚胎发育为雌体；若开关是关闭的，那么因剪接的方式不同选择性地产生了另一种转录因子，它能激活性特异基因，使胚胎发育为雄体。 在讨论性别决定调节途径的细节之前，我们先来了解一下性别特异突变。性别转换基因tra（transformer）发生突变使得X：A比率为雌性（X：A=1）的果体发育成雄性表型，但核型并不改变。双重性别基因dsx（doublesex,）突变使个体变成为间性，而不受性染色体的控制。还有一种突变会导致一种性别致死，这就是性别致死Sxl（Sex-lethal）基因，其突变有的等位基因是隐性的，可特异导致雌性致死；而另一些等位基因是是显性的，可导致雄性致死。无女儿da （daughterless,）基因是母体基因，对性别决定具有母体效应，da纯合时母体不产生“女儿”，而“儿子”发育却正常，这是由于其产物对Sx1的早期表达起着正调控作用。在卵产生时da若无活性，那么在受精后无论X染色体数量如何，都不能激活Sx1，结果所有的子代都向雄性方向发育，但XX个体因X-连锁基因的剂量比XY多了一倍，因剂量不适而死亡。特大刚毛基因emc （extramacrochaetae）也是母体效应基因，其作用与da相反，是Sx1的负调因子，emc的突变将抑制雄性方向的发育。合子中染色体上的da和emc两个基因并不影响合子本身的性别发育。 (一) 果蝇Y染色体的功能 果蝇的Y染色体与精子发生有关，而尚未发现它在性别决定中有任何功能。X/O型的果蝇可以发育为雄体，Y染色体在体细胞中可以丢弃，但在初级精母细胞中都处于活跃状态，X/O雄蝇精子发生受到严重的干扰，产生的精子无活动能力。 Y 染色体有6个雄性可育性基因（长臂4个，短臂2个），而在X染色体上无相应的等位基因。这6个基因只转录，不翻译，每个基因转录成一种灯刷环，这种灯刷环是一个转录单位，它们和一些蛋白质结合形成不同形态的RNP，分别命名为套索状，棒锤状，管带状，丝状，球果样结构。一个或多个灯刷灯刷环失活都会引起雄性不育。可见是精子发生不可缺少的。其特点是（1）不翻译；（2）RNA很大，约为1500kb，（3）有Ys和Ya两种序列。Ys是特异序列，约有200—2000个拷贝；Ya是Y-装配顺序（y-associated sequence），一个家族只出现在一个环上，长约400b;(4)能形成二级结构；（5）能富集蛋白，形成RNP。

鱼类的性别转换和性别控制

鱼类的性别转换和性别控制

1. 鱼类的性别 大多数硬骨鱼类，一生或者只具有精巢，或者只具有卵巢(雌雄异体)。但对于某些鱼类来说，体内同时存在卵巢和精巢（雌雄同体）则是一种正常生理现象，而且有的种类还能自体受精。目前发现的雌雄同体鱼类约有400种，根据其生活史中卵巢和精巢在不同年龄阶段的发育进展情况，大致可分为3种类型：

①雄性先成熟雌雄同体（protandrous hermaproditism） 在生活史中由雄性转为雌性。在性腺的发育过程中，早期卵巢的发育受到抑制，而精巢发育较快，低龄鱼表现为雄性，只能排精，不能产卵。随着年龄增大，精巢逐渐萎缩，卵巢逐渐发育成熟，表现为雌鱼。鲷科（Sparidae）鱼类中的黑鲷（Sparus macrocephalus）、黄鳍鲷（Sparus latus）、金头鲷（Sparus auratus）等属于这一类型。

②雌性先成熟雌雄同体（Protogynous hermaphroditism） 与第一种相反，生活史中由雌性转为雄性。低龄鱼卵巢先成熟，表现为雌性。随着年龄的增大，卵巢萎缩吸收，精巢发育成熟。在海水鱼类中有石斑鱼类中的Epinephelus aeneus、巨石斑鱼（Epinephalus tauvina）、灰石斑鱼（Epinephalus guttatus）等；淡水鱼类中有黄鳝（Monopterus albus）等。 这些鱼类第一次性成熟时都是雌鱼，产过卵以后才逐渐变为雄鱼。

有些自然性转换的鱼类，并不同时具有雌雄两性生殖腺，隆头鱼科中的盔鱼（Coris julis）是先表现为雌性功能，然后才转换为雄性功能的雄鱼，但没有观察到它同时有卵巢和精巢。 盔鱼的性转换特点是雌性生殖细胞完全为雄性生殖细胞所代替。在性转换开始时，先是卵母细胞的萎缩，然后才出现精原细胞。精原细胞是由分布在卵巢壁上的原生殖细胞分化出来的。盔鱼的性细胞转换是在卵巢内部发生。

遗传和温度因素对鱼类性别分化相关基因表达及性别比例的影响

第32卷第1期大连海洋大学学报Vol.32No.1 2017年2月JOURNAL OF DALIAN OCEAN UNIVERSITY Feb.2017 DOI:10.16535/https://www.wendangku.net/doc/3b2405418.html,ki.dlhyxb.2017.01.019文章编号:2095-1388(2017)01-0111-08遗传和温度因素对鱼类性别分化相关基因 表达及性别比例的影响 闫浩1二2,梁利群1,常玉梅1,孙博1,苏宝锋1 (1.中国水产科学研究院黑龙江水产研究所,黑龙江哈尔滨150070;2.上海海洋大学水产与生命学院,上海201306) 摘要:鱼类的性别决定机制较为复杂,是遗传和环境共同作用的结果,具有很大的可塑性三随着分子生物 技术的不断更新,对鱼类性别决定及分化相关基因的鉴定和研究有了新的进展,环境因子如温度二光照二 pH二低氧二水压等均能影响大多数鱼类的性别决定和分化过程三本研究中,阐述了鱼类遗传型性别决定 (GSD)和温度依赖型性别决定(TSD)方式,并对TSD与遗传型性别加温度影响(GSD+TE)性别决定机制下, 性别决定相关基因在雌雄异型中的表达及结合温度诱导性逆转进行概述,分析了温度对鱼类性别比例的影 响,并提出今后应加强对性别决定基因的鉴定二解析和基因功能研究,为科学制定鱼类繁殖计划提供指导三 关键词:性别决定;遗传型性别决定(GSD);温度依赖型性别决定(TSD);性别比例;温度效应 中图分类号:S917.4 文献标志码:A 作为脊椎动物中最低等的鱼类,其性别决定和分化机制复杂多变,其中,性别是由遗传和环境因素相互作用共同决定的三性别决定和分化类型主要分为3类:遗传型性别决定(genetic sex determina?tion,GSD)二温度依赖型性别决定(temperature-dependent sex determination,TSD)和遗传型性别决定加温度影响(genetic sex determination plus tem?perature effect,GSD+TE)三鱼类性别决定除了受基因控制外还受到其生活环境影响,由于其生活环境复杂,环境影响在性别决定和分化中甚至强于遗传因素而发挥作用三这些环境因子包括光周期二温度二pH二盐度二溶氧量二水压等三其中,温度作为外界因素是最受关注的一个环境因子,温度效应影响性别决定和分化,从而影响后代的雌雄比例[1-2]三本研究中,对在TSD与GSD+TE性别决定机制下其相关基因在雌雄异型中的表达以及结合温度诱导性逆转进行了概述,以期为进一步探究鱼类性别决定及分化机制和生产实践提供参考三 1　GSD和TSD型性别决定方式 在脊椎动物中,GSD和TSD型性别决定和分化具有不同的时空模式三GSD机制的受精卵在开始发育后,性别就已经由个体染色体的组成所决定,在此后的发育过程中,受环境因素影响很小三然而TSD机制发生在性腺形成前期或性腺分化决定期,此时个体对温度敏感,温度不可逆地改变了动物的性别三TSD机制是通过GSD发挥作用三据报道,到目前为止总共有13科59种鱼类的性别分化属于TSD型三但是Ospina-álvarez等[3]认为,有试验证据的鱼类仅仅只有40种属于TSD型,其余 19种鱼类可能由GSD和温度效应(GSD+TE)共同影响性别决定和分化过程三也有学者认为,即便是有试验验证的鱼类属于TSD,也可能仅代表某一个特殊地理位置的群体,比如在大西洋银汉鱼Menidia menidia中发现了依赖地理纬度的TSD群体,在高纬度地区生长的地理种群性别完全属于GSD性别决定方式,而在中间纬度的地理种群性别属于TSD性别决定方式;这可能是由于中纬度地区生长时间相对较长二温度相对较高的生产季节,有利于雌鱼生产[4]三蓝鳃太阳鱼Lepomis mac?rochirus中存在2种性别决定方式三对温度敏感的群体,TSD起主要作用,温度升高后雄性比例多于 　收稿日期:2016-07-12 　基金项目:国家自然科学基金资助项目(31461163004);中国水产科学研究院基本科研业务费专项(2016RC-YJ02);黑龙江省人力资源和社会保障厅 省留学回国人员择优资助”项目(黑人社函【2015】424号) 　作者简介:闫浩(1989 ),男,硕士研究生三E-mail:yanhao_02@https://www.wendangku.net/doc/3b2405418.html, 　通信作者:苏宝锋(1982 ),男,博士,助理研究员三E-mail:subaofeng@https://www.wendangku.net/doc/3b2405418.html,