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Nodal信号通路在脊椎动物胚胎体轴建立具有重要作用,而TGF-β超家族成员Vgl、Nodal和Activin是介导Nodal信号的关键配体。在文昌鱼胚胎的体轴建立中,Nodal信号其同样具有重要作用,但目前尚不清楚是哪个配体参与了该过程。本文聚焦于Vgl,对其在文昌鱼体轴建立中的功能开展了如下研究。一、本文首先分析了文昌鱼Fg1基因在早期胚胎发育过程中的时空表达谱,发现Kg1基因在未受精卵和受精卵时期均未表达,直到32-细胞期时,Vgl同Nodal信号通路拮抗剂Lefty一样,表达于部分植物极细胞中。在随后的几个分裂期,Vgl仍集中于部分植物极细胞中;至囊胚晚期,Vgl表达集中在将来发育成胚孔背唇的区域;原肠晚期时,Vgl表达于背唇处中内胚层。二、本文进而利用TALEN基因编辑技术,建立了文昌鱼Vgl纯合突变体,并对其进行细致地研究,分析发现Vgl基因缺失会造成文昌鱼背部、前端结构缺失,后端异常膨大,胚体向上弯曲,肠道结构明显,腹部结构过度发育;背部和前端相应的标记基因表达消失,腹部标记基因的表达向背部扩张。以上结果说明,作1基因在文昌鱼背腹体轴的建立中具有重要功能。三、为了研究Vg1基因的合子启动是否依赖于Nodal信号通路,本文分别使用Nodal信号通路激活剂和抑制剂处理胚胎,发现Nodal信号过度激活将导致vg1基因表达区域扩大,而抑制Nodal信号活性将导致Vgl基因表达消失,因此说明,Vg1基因的合子表达受到Nodal信号通路的调控。四、Vg1敲除后发现有部分杂合子胚胎左侧结构消失,鳃裂原基停留腹侧无法向右侧转移,右侧的棒状腺呈两侧对称;右侧器官标记基因两侧对称,Nodal和Pitx及左侧器官标记基因表达消失,说明Vg1基因在文昌鱼左右体轴建立中同样具有重要功能,且具有剂量依赖性。为了进一步研究Vg1基因在文昌鱼左右不对称建立中的功能,本文进而注射Hsp70::Vg1质粒,并在左右体轴确立的关键时期热激胚胎以过表达Vgl基因。发现该处理可导致幼体出现两左侧表型:左右两侧各形成一个口,鳃裂原基开口位于腹侧,无法向右侧转移,左侧器官发育相关的基因Nodal和Pitx呈两侧对称表达。以上结果证明,Vg1基因对文昌鱼左右不对称建立至关重要。五、比较了Vg1与其他几个左右不对称基因的表达谱,发现Vg1不对称表达区域与Nodal,Lefty和Pitx相似,集中在胚胎左侧,但其出现左右不对称表达的时间明显晚于Cer,早于Nodal和Pitx。以上结果综合说明,在文昌鱼左右不对称建立信号网络中,Vgl可能位于Cer下游、Nodal和Pitx上游。