线纹海马（Hippocampus erectus）Wnts 基因在尾部发育及育儿袋免疫过程中的分子调控机制研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 张博 |
| 答辩日期 | 2019 |
| 授予单位 | 南海海洋研究所 |
| 导师 | 林强 |
| 关键词 | 海马，Wnt基因，尾部，育儿袋，发育 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 海洋生物学 |
| 其他题名 | The molecular mechanisms of Wnt genes for tail development and brood pouch immunity in lined seahorse (Hippocampus erectus) |
| 英文摘要 | 海马（Hippocampus）隶属海龙科海马属（Syngnathidae: Hippocampus），是一种小型硬骨鱼类，其具有细长可卷曲的尾巴、雄性育儿等独特的生物学特征，而海马这些独特的进化特征一直是海洋生物学与进化生态学研究的热点。近年来，国际上对于海马进化生物学的研究尤为关注，已经由传统的行为生态学研究转变为分子进化生态学研究。其中，关键功能基因在生物体中的进化与作用机制是海洋生物进化研究过程中重要的切入点。Wnt基因是一类对生物体生长、发育起重要作用的转录调节因子，该基因家族在胚胎发育、器官发生、细胞的增殖与分化、细胞内稳态及免疫等生命活动中发挥重要调节作用。本研究通过系统研究线纹海马（Hippocampus erectus）Wnt基因家族的进化及表达特征，筛选在线纹海马胚胎尾部发育及育儿袋免疫过程中的关键Wnt基因，并对其分子调控机制进行了系统研究。主要研究进展如下：1. 阐明了海马整个Wnt基因家族的进化与结构特征。基于线纹海马基因组与转录组数据综合分析，成功鉴定到22个Wnt基因家族成员。序列分析表明22个Wnt基因所编码的蛋白均为碱性蛋白，C端均含有保守的“Wnt1”结构域。通过与5种进化过程中代表性硬骨鱼类的Wnt基因家族比对及进化特征分析，发现海马Wnt基因家族相比大多数硬骨鱼类无特异性扩张/收缩，而相比哺乳类及两栖类，整个硬骨鱼类Wnt基因家族出现了明显的特异性扩张。基因共线性分析显示，除Wnt2bb基因外，其它Wnt基因在硬骨鱼基因组上的排列均显示出保守性。对Wnt基因家族的系统进化研究表明，22个Wnt基因可分为12个亚家族（Wnt1-Wnt11 与 Wnt16），部分亚族又分化出数目不等的亚型。线纹海马Wnt基因结构分析表明大部分Wnt基因家族成员由4个外显子构成，起始密码子AUG主要位于外显子1上，而构成各Wnt基因的内含子长度差异较大，导致Wnt基因在基因组中长度差异很大。2. 揭示了海马Wnt基因对胚胎与育儿袋发育具有明显的调控作用。本研究对线纹海马不同发育阶段的胚胎与育儿袋转录组进行分析，发现各Wnt基因家族成员在不同时期存在显著地表达差异，而且与胚胎及育儿袋发育阶段表现出明显的相关性。在胚胎中，Wnt5a与Wnt11基因表达在整个发育阶段均相对较高，尤其是在胚胎发育中期与后期；而Wnt8a与Wnt9b基因则分别在胚胎发育的早期和后期高表达。育儿袋中，Wnt5a与Wnt11基因表达也相对较高，并在海马怀孕阶段表达量达到最高值。本研究暗示了Wnt5a、Wnt8a、Wnt9b与Wnt11基因在胚胎与育儿袋发育过程中扮演了不同的功能角色。3. 发现了调控海马尾部发育的3个关键Wnt基因，并揭示其在尾芽和体节发育过程中的分子调控特征。本研究通过对不同发育阶段海马胚胎中22个Wnt基因实时荧光定量检测，并对其中4个特异性高表达的Wnt基因进行整体原位杂交研究，发现了在海马尾部发育过程中起重要作用的3个Wnt基因，分别是Wnt5a、Wnt8a与Wnt11基因。其中，Wnt5a与Wnt8a基因主要参与调控海马胚胎尾芽的发育，而Wnt11基因则主要参与海马胚胎尾部体节与脊柱的发育。同时，本研究还发现Wnt8a基因在海马尾芽中的表达相比斑马鱼中有显著延长表达现象。进一步的功能验证表明，Wnt5a与Wnt8a基因均可促进海马尾芽中旁轴中胚层的产生，从而引起海马尾芽不断的延长生长。而Wnt11基因通过促进海马尾部体节中胚层的生成，来促进海马尾部体节的发生与组织构建。同步研究发现，Wnt5a与Wnt11基因在该过程中主要激活Wnt/PCP信号通路，而Wnt8a基因则可激活经典Wnt信号通路与Wnt/Ca2+信号通路（可能为间接激活）。 |
| 源URL | [http://ir.scsio.ac.cn/handle/344004/18157]  |
| 专题 | 南海海洋研究所_学位论文（博士） |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张博. 线纹海马（Hippocampus erectus）Wnts 基因在尾部发育及育儿袋免疫过程中的分子调控机制研究[D]. 南海海洋研究所. 2019. |
入库方式： OAI收割
来源：南海海洋研究所
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