miRNA/novel_167靶向抑制Dmrt1的表达在红鳍东方鲀性别分化过程中的功能研究

批准号:
31902347
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
闫红伟
依托单位:
学科分类:
C1903.水产生物繁殖与发育
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
--
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中文摘要
miRNAs在动物的性别分化过程具有重要作用,但其在鱼类性别分化过程中的功能和作用机制尚不明确。红鳍东方鲀是我国重要海水养殖经济鱼类,雄性商品鱼价格较高,对其性别决定和分化机制的研究是生产上实现单雄养殖的必要基础。Dmrt1基因是脊椎动物雄性性别决定和分化通路上的保守基因。我们前期在未分化性腺中筛选了性别差异表达的miRNAs,其中,miRNA/novel_167在雌性性腺高表达,且靶基因是Dmrt1。本项目拟在前期工作的基础上,首先采用qPCR、原位杂交、双荧光素酶报告基因等技术进一步明确miRNA/novel_167对Dmrt1的靶向抑制关系。然后,通过miRNA/novel_167敲降和过表达实验研究其在性别分化过程中的功能。最后通过基因敲降和激素处理实验,研究miRNA/novel_167与雌、雄通路关键基因之间关系。研究结果将为解读miRNAs在鱼类的性别分化过程的功能提供参考。
英文摘要
Accumulating evidence suggests that miRNAs play important roles in sex differentiation of animals, however, the regulatory and functional roles of miRNAs in gonadal sex differentiation have not been well clarified in fish yet. The tiger pufferfish (Takifugu rubripes) was considered as one of the most economically important marine fish in China. As male fugu are more valuable than female, study on the molecular mechanism of sex determination and differentiation of this species is essential for achieving all-male mono-sex culture. Dmrt1 has a conserve role in the signaling pathway during male sex-determination sex-differentiation across vertebrates. Our previous studies systematically analyzed the miRNAs expression profiles in undifferentiated gonad tissues and screened numerous sex-bias expressed miRNAs in Takifugu rubripes. Among them, miRNA/novel_167 were expressed higher in female gonads and predicted to target Dmrt1. Therefore, in this project, we will use qPCR, in situ hybridization and dual-luciferase reporter assay to investigate whether miRNA/novel_167 negatively regulate the Dmrt1 expression firstly. Then, miRNA/novel_167 knockdown and overexpression experiments will be carried out to figure out the functions of miRNA/novel_167 in sex differentiation. Finally, gene knockdown and hormone treatment will be performed to study the relationship of miRNA/novel_167 with key genes involved in male and female sex determination. The results will help us to clarify the role of miRNAs in sex determination and differentiation in fish.
红鳍东方鲀是我国重要海水养殖经济鱼类,雄性商品鱼价格较高,对其性别决定和分化机制的研究是生产上实现全雄养殖的必要基础。近年来,越来越多的研究发现非编码RNAs在动物的性别分化过程具有重要作用,本研究首先利用高通量测序技术对河鲀幼鱼未分化性腺进行全转录组测序分析,筛选了性别差异表达的miRNA、lncRNA和cirRNA,其中,与XX性腺相比,分别有3个成熟 miRNAs, 79个lncRNAs和34个cirRNAs在XY性腺中上调,5个成熟miRNAs, 51个lncRNAs和26个cirRNAs下调。在这些差异表达的非编码RNA中,miRNA/novel_167在雌性性腺高表达,且预测靶基因是雄性性别分化相关基因Dmrt1。采用双荧光素酶报告基因进一步明确miRNA/novel_167对Dmrt1的靶向抑制关系。然后,对河鲀幼鱼进行AI、MT或E2处理,结果发现,AI和MT可诱导XX河鲀雄性化,E2可以诱导XY河鲀雌性化。转录组分析后发现在性别转变过程中dmrt1, gsdf, foxl2以及其它与类固醇激素合成相关的基因 (如star, hsd3b1, cyp11c1, cyp19a1a, etc.) 表达发生变化。此外,转录组和qPCR结果均显示在对照组XY性腺中,dmrt1和gsdf的表达显著高于XX性腺;在对照组XX性腺中,foxl2和cyp19a1a的表达显著高于XY性腺;AI处理后,XX性腺中的foxl2和cyp19a1a的表达水平降低,dmrt1和gsdf 表达上升;MT处理后,XX性腺中的foxl2, cyp19a1a, dmrt1和gsdf的表达均下降;E2 处理后,XY性腺中dmrt1和gsdf的表达水平下降。因此,上述基因在河鲀的性别分化过程中具有重要作用。同时,还发现,AI处理后,XX性腺中novel_167的表达水平下降,而E2处理后,XY性腺中novel_167的表达水平上升。最后,novel 167 agomir和antagomir性腺注射实验表明novel 167可在体下调dmrt1基因的表达水平,但敲降dmrt1对novel 167的表达无影响。研究结果将帮助我们解析miRNAs和其他非编码RNA在河鲀的性别分化过程的功能。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
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专利列表
Retinal development and the expression profiles of opsin genes during larval development in Takifugu rubripes
红鳍东方鲀幼虫发育过程中的视网膜发育和视蛋白基因的表达谱
DOI:10.1111/jfb.15270
发表时间:2022
期刊:Journal of Fish Biology
影响因子:2
作者:Qi Zhang;Yumeng Wu;Weiyuan Li;Jia Wang;Huiting Zhou;Lei Zhang;Qi Liu;Liu Ying;Hongwei Yan
通讯作者:Hongwei Yan
Profile of gene expression changes during estrodiol-17β-induced feminization in the Takifugu rubripes brain.
雌二醇 17β 诱导 Takifugu rubripes 大脑女性化过程中基因表达变化的概况
DOI:10.1186/s12864-021-08158-0
发表时间:2021-11-24
期刊:BMC genomics
影响因子:4.4
作者:Shen X;Yan H;Jiang J;Li W;Xiong Y;Liu Q;Liu Y
通讯作者:Liu Y
Effects of the Thyroid Endocrine System on Gonadal Sex Ratios and Sex-Related Gene Expression in the Pufferfish Takifugu rubripes.
甲状腺内分泌系统对红鳍东方鲀性腺性别比及性别相关基因表达的影响
DOI:10.3389/fendo.2021.674954
发表时间:2021
期刊:Frontiers in endocrinology
影响因子:5.2
作者:Yuan Z;Shen X;Yan H;Jiang J;Liu B;Zhang L;Wu Y;Liu Y;Liu Q
通讯作者:Liu Q
Identifcation of sex diferentiation‑related microRNA and long non‑coding RNA in Takifugu rubripes gonads
红鳍东方鲀性腺性别分化相关 microRNA 和长链非编码 RNA 的鉴定
DOI:--
发表时间:2021
期刊:Scientific reports
影响因子:4.6
作者:Hongwei Yan;Qi Liu;Jieming Jiang;Xufang Shen;Lei Zhang;Zhen Yuan;Yumeng Wu;Ying Liu
通讯作者:Ying Liu
Effects of different light conditions on growth, muscle nutrients content, and clock gene circadian expression of Takifugu rubripes
不同光照条件对红鳍东方鲀生长、肌肉营养成分含量及时钟基因昼夜节律表达的影响
DOI:10.1016/j.aqrep.2022.101294
发表时间:2022-10
期刊:Aquaculture Reports
影响因子:3.7
作者:Yumeng Wu;Hongwei Yan;Xufang Shen;Jieming Jiang;Zhen Yuan;Qi Liu;Ziwei Wang;Liyu Bai;Changbin Song;Ying Liu
通讯作者:Ying Liu
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