银鲫超数微小染色体与雄性决定关联解析

Gibel carp has become a unique model in sex origin and sex chromosomes evolution research, owing to a minor ratio of males in no matter natural habitats or artificial propagations. In previous work, we have found out that there are more supernumerary microchromosomes in males than in females. However, it is unknown that whether these male-specific supernumerary microchromosomes have male determination function in gibel carp, and whether there are functional genes residing on these supernumerary microchromosomes. In this project, firstly we will confirm the difference of supernumerary microchromosomes between females and males via statistic analysis. Subsequently, we will construct gynogenetic families containing male offspring through sex reversal and identification of male-specific marker, and analyze supernumerary microchromosomes in parental and filial individuals, in order to reveal the association between supernumerary microchromosomes and male determination in gibel carp. Then we will construct supernumerary chromosome-specific data base of males via microdissection, DOP-PCR and sequence analysis to find out whether functional genes reside on the male-specific supernumerary microchromosomes. Resolving of the above issues will provide clear evidence for the function of supernumerary microchromosomes on sex determination in gibel carp, which will help us for further understanding sex origin and evolution in vertebrates.

银鲫无论在自然群体还是人工繁殖组合中都有少部分雄性个体的存在，这使得银鲫成为研究性别起源及性染色体进化的独特模型。在前期研究工作中，我们发现了银鲫雄性个体中超数微小染色体的数量多于雌性个体，但是尚不清楚雄性特异的超数微小染色体是否具有雄性决定的作用，以及是否有功能基因存在于这些染色体上。本项目首先通过统计分析揭示银鲫雌雄个体间超数微小染色体的差异；随后利用雄性特异的分子标记及性逆转构建多个含有雄性子代的雌核生殖家系，并对这些雌核生殖家系的亲本和子代进行超数微小染色体分析，揭示银鲫超数微小染色体与雄性决定之间的联系；最后通过显微切割、DOP-PCR及序列分析构建雄性特异超数微小染色体数据库，明确银鲫雄性特异超数微小染色体上是否存在功能基因。这些问题的解决将为揭示银鲫超数微小染色体在性别决定上的作用提供直接证据，并能促进我们对脊椎动物性别起源和进化的深入理解。

银鲫无论在自然群体还是人工繁殖组合中都有少部分雄性个体的存在，这使得银鲫成为研究性别起源及性染色体进化的独特模型。在前期研究工作中，我们发现了银鲫雄性个体中超数微小染色体的数量多于雌性个体，但是尚不清楚雄性特异的超数微小染色体是否具有雄性决定的作用，以及是否有功能基因存在于这些染色体上。本项目利用染色体荧光原位杂交鉴定银鲫的微小染色体，通过统计分析，发现银鲫雄性个体比雌性个体多出了额外的3-4个超数微小染色体；随后利用雄性特异的分子标记及性逆转成功构建了2个含有雄性子代的雌核生殖家系，发现子代中雄性比例的高低与母本中额外微小染色体数量紧密关联，从而揭示了银鲫超数微小染色体具有雄性决定的作用；通过荧光显微切割分离了银鲫超数微小染色体，并利用DOP-PCR进行了单染色体扩增；通过基因组步移获得了长度为8kb的超数微小染色体序列，并鉴定了一个与精巢发育和精子发生相关的功能基因setdm；这些问题的解决为揭示银鲫超数微小染色体在性别决定上的作用提供直接证据，并促进我们对脊椎动物性别起源和进化的深入理解。.同时我们发现了银鲫的性别不仅受遗传因素决定，还受环境因子调控，揭示性腺分化前幼苗生长发育的环境温度具有环境性别决定作用；阐明遗传型雄性和温度依赖型雄性之间精核行为的差异与精子上DNA复制和基因表达蛋白相关联；这些研究结果为我们进一步探究单性脊椎动物性别决定机制奠定了基础。