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环境雌激素(EE2)和孕激素(P4)对线纹海马性腺与育儿袋发育的影响
Alternative TitleEffects of Environmental hormones EE2 and P4 on the development of gonad and brood pouch of lined seahorse, Hippocampus erectus
张媛
Thesis Advisor林强
2018
Degree Grantor南海海洋研究所
Degree Name硕士
Degree Discipline海洋生物学
Keyword线纹海马,环境性激素,育儿袋,性腺,繁殖
Abstract海马(Hippocampus)是一种小型的海洋硬骨鱼类,具有重要的药用及经济价值,被誉为“南方人参”,近年来因过度捕捞及近岸环境污染等问题,其野生种群数量急剧下降。因为海马对于环境变化极为敏感,所以被认为是海洋生态系统中指示环境变化的旗舰物种。海马具有独特的“雄性卵胎生”特性,雄海马利用育儿袋孵化受精卵,以保证后代较高的成活率。海马多生活在近岸浅海水域,极易受到近海环境污染的影响,这其中包括各种环境内分泌干扰物污染。环境内分泌干扰物可模拟内源激素的功能,破坏内源激素的合成和代谢,从而干扰特定激素受体的合成,并导致内分泌系统紊乱,影响动物的身体健康。以海马为模式物种,研究其对环境性激素的响应特征,有助于我们更好地了解高强度人类活动对近岸海洋生物的影响过程,从而为海洋生物资源保护提供重要的科学数据。随着高通量测序技术的迅速发展,多组学成为研究生物生理、代谢及分子调控机制的有力工具。本研究论文以线纹海马性腺及育儿袋发育为切入点,基于转录组、全基因组等数据的生物信息学分析,研究了在两种具有海洋近岸代表性的环境性激素(EE2和P4)影响下线纹海马生长发育特征,结合转录组数据挖掘繁殖相关的基因及其表达差异,分析研究性腺与育儿袋发育的分子机制。获得的主要研究进展如下:1. 通过研究长期暴露在环境性激素下的线纹海马的生长情况,发现实验组海马的体长呈增长趋势,而体重差异不显著。2. 基于对海马的呼吸和摄食行为研究,发现EE2和P4暴露下的海马呼吸率、摄食率显著加快。3. 研究发现EE2和P4显著影响海马血清中性激素的含量,且雌雄差异明显:雄性海马血清E2和T的含量减少,雌性海马的血清E2含量升高。4. EE2和P4暴露的实验组与对照组的海马相比,卵巢和育儿袋发育状况有显著差异,实验组的雌性海马卵巢发育比对照组要快,但是实验组雄性海马育儿袋发育受到抑制;P4暴露的海马精巢出现雌化现象。5. EE2和P4对海马卵巢、精巢和育儿袋的相关基因表达谱特征有显著影响。转录组测序共获得了2661个差异表达基因,对差异表达基因进行功能(GO)富集和通路富集(KEGG)分析,发现卵巢中与羧酸代谢和脂肪酸代谢相关的基因发生了显著上调,精巢中发生显著差异表达的大多数基因的功能与细胞骨架构成和微管蛋白的构成和运动有关;育儿袋中发生差异表达的基因主要与育儿袋的结构、物质代谢和免疫反应有关,推测EE2和P4对雄性海马的精子发生和精子功能以及育儿袋的功能产生显著影响。6. 线纹海马的TLR基因家族进化保守,其TLRs与其他鱼类的TLRs序列和蛋白质结构都具有较高的相似性。TLRs在海马各组织广泛表达,其中以肾脏中表达最高。在EE2暴露组育儿袋转录组富集到与免疫反应有关的基因中,包含了两种TLR基因,通过定量实验,验证了线纹海马育儿袋中的TLR6和TLR22在EE2暴露后发生了差异表达。综上,本研究围绕海马“雄性卵胎生”的特殊繁殖模式相关的性腺与育儿袋发育特征,通过行为、生理和分子等多个水平进行了相关的研究;结合全基因组、转录组等数据综合分析,挖掘了与海马繁殖相关的基因和通路信息,探讨了海马性腺与育儿袋发育的分子特征,丰富了海马繁殖过程相关的基础资料,为后续深入探讨海龙科鱼类繁殖模式的进化与环境适应机制研究提供了重要的科学数据。
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.scsio.ac.cn/handle/344004/18052
Collection学位论文(硕士)
Recommended Citation
GB/T 7714
张媛. 环境雌激素(EE2)和孕激素(P4)对线纹海马性腺与育儿袋发育的影响[D]. 南海海洋研究所,2018.
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