MAPKs在二倍体鲫鲤不减数配子形成中的功能及机制研究

异源四倍体鲫鲤是目前发现的首例两性可育多倍体鱼，二倍体鲫鲤形成不减数配子是成功获得四倍体鲫鲤的生物学基础，本项目以二倍体鲫鲤为研究对象，解析MAPKs家族基因在二倍体鲫鲤及其双亲中的遗传演化特征，确立MAPKs在二倍体鲫鲤性腺发育和生殖细胞成熟过程中的时空表达特征，揭示MAPKs在二倍体鲫鲤不减数配子形成中的功能，解析MAPKs与MPF以及rsk, Spo11, Scp3等重要成熟分裂相关调控因子在二倍体鲫鲤不减数配子形成中互作关系，在此基础上解析二倍体鲫鲤不减数配子形成的分子调控机制，建立二倍体鲫鲤生殖发育分子调控网络的主干线。本项目的研究为进一步揭示鱼类远缘杂交形成多倍体的生殖遗传机理，为鱼类养殖新品种的培育提供重要理论支撑和指导。

二倍体鲫鲤产生不减数配子是成功获得四倍体鲫鲤的生物学基础，本课题通过解析 MAPKs 家族基因在二倍体鲫鲤及其双亲中的遗传演化特征，确立 MAPKs 在二倍体鲫鲤性腺发育和生殖细胞成熟过程中的时空表达特征，揭示MAPKs 在二倍体鲫鲤不减数配子形成中的功能。项目组系统地开展了MAPKs 家族ERK和JNK基因在二倍体鲫鲤及其双亲中的遗传演化及表达特征研究，确立了MAPK在多倍体鱼发育过程中表现出胚胎阶段性与组织特异性的表达特征。研究表明MAPK家族成员JNK参与了对二倍体鲫鲤早期性腺发育和卵原细胞分裂增殖的调控，JNK的RNA干扰和抑制对鱼类胚胎发育、性腺分化发育有显著影响，特别是在卵巢早期分化发育中JNK具有重要调节功能。进一步研究发现JNK抑制剂SP600125能显著影响细胞的体外增殖并导致细胞发生核内复制。在此基础上，项目组研发了一种SP600125体外诱导鱼类细胞多倍化的新方法，成功获得了源于二倍体鲫鱼的稳定的四倍体细胞系，结合核移植技术成功获得了四倍体克隆鱼。体外诱导的四倍化细胞系的建立, 为深入揭示二倍体鲫鲤核内复制发生机理提供了重要的研究平台，同时也为人工诱导鱼类多倍体提供了一条新的途径。本课题全面执行了课题研究任务，在Marine Biotechnology等学术期刊发表论文9篇，申报国家发明专利2项，其中已获得国家发明专利授权1项。