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Dmrt1 是 DMRT (Doublesex and mab-3 related transcription factor)基因家族的一员,该家族成员与果蝇的性别决定基因doublesex(dsx)和线虫性别决定基因Mab-3一样,所编码的蛋白质都包含一个具有DNA结合能力的DM结构域。Dmrt1基因在不同物种的性腺中均有表达,它是目前发现的唯一在无脊椎动物和脊椎动物中都存在的与性别决定相关基因。
大鳞副泥鳅是一种小型经济淡水鱼。常重杰等在对其染色体进行银染和C带研究时发现它为ZZ/ZW性别决定。本研究利用RACE技术,从大鳞副泥鳅精巢的SMART cDNA中克隆出Dmrt1基因的全长cDNA序列,根据大鳞副泥鳅的拉丁名将其命名为PdDmrt1基因,该基因cDNA全长2031bp,开放读码框为849bp,编码272个氨基酸。通过BLAST检索与其他物种已知的Dmrt1基因存在很高的同源性。采用RT-PCR方法分析了PdDmrt1在大鳞副泥鳅成体组织和胚胎发育各时期的表达特征。结果表明,PdDmrt1在大鳞副泥鳅性腺中特异表达,且精巢中的表达量大约为卵巢中表达量的两倍。在胚胎发育各时期表达量有较大差异,PdDmrt1基因在肌效期开始有轻微的表达,出膜后1-24h表达较强,孵出后的4d也有表达,表达量和出膜时的表达没有很明显的区别,但在未受精卵、桑椹期、原肠期、神经胚期及尾芽期胚胎中均无表达,表明PdDmrt1是在性腺最初形成的时候开始表达。系统进化分析体现了Dmrt1基因的系统进化情况和大鳞副泥鳅在系统进化中的地位,并表明大鳞副泥鳅中不存在类似青鳉DMy的性别决定基因。
本研究也利用RACE技术在大鳞副泥鳅精巢中克隆到了GNB2L1基因的全长cDNA序列,并设计引物克隆了泥鳅GNB2L1基因的编码cDNA序列。大鳞副泥鳅的GNB2L1序列全长1115bp,开放读码框为94bp到1047bp序列,编码317个氨基酸。泥鳅的GNB2L1编码序列长965bp,也编码317个氨基酸。保守区域检索显示两种泥鳅GNB2L1序列编码的氨基酸均与其他物种的RACK1具有很高的同源性,如大鼠、小鼠、人类、斑马鱼、罗非鱼等,表明GNB2L1基因为一个进化保守的基因。RT-PCR显示GNB2L1基因在大鳞副泥鳅成体各组织中均有表达,但在脑中的表达较高,结合RACK1的结构以及在其他物种中的功能,我们推测其可能在神经系统的信号传递中也发挥作用,同时它也可能参与了大鳞副泥鳅性别决定与分化调控过程。利用GNB2L1的进化保守性特征,我们以GNB2L1基因为标记构建了系统进化树,系统发育分析结果表明,大鳞副泥鳅和泥鳅为亲缘关系很近的两个物种,这从分子水平上为两种泥鳅的亲缘进化关系提供了证据。