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文檔簡介
1、動物的季節(jié)性繁殖是指動物只在特定季節(jié)進(jìn)行繁殖活動的現(xiàn)象。季節(jié)性繁殖動物通過整合光信號(光周期)與其它環(huán)境因子(食物豐度、溫度等)來調(diào)控它們的繁殖活動。動物的生理狀態(tài)隨著外部環(huán)境信號的改變而改變。為了獲得最大的繁殖成功率,季節(jié)性繁殖動物只在一年最適宜的某個時間段進(jìn)行繁殖活動,以保證母體和后代最大的存活率。這也就造成了動物種群數(shù)量在季節(jié)間的波動現(xiàn)象。
黑線倉鼠(Cricetulus barabensis)是一種典型的季節(jié)性繁殖動物
2、,在我國華北地區(qū)有廣泛分布。它的繁殖活動受到外界光周期、溫度、食物等因素的調(diào)控,黑線倉鼠在春、秋季節(jié)出現(xiàn)繁殖高峰期,季節(jié)間種群數(shù)量出現(xiàn)較大的波動。黑線倉鼠也是華北地區(qū)一主要的農(nóng)業(yè)害鼠,喜食作物種子;在作物發(fā)芽生長期,取食作物的莖和嫩葉,這樣對農(nóng)作物生產(chǎn)造成較大的損害,造成作物產(chǎn)量大大減少。華北平原主要是種植農(nóng)作物,糧食作物主要為小麥和玉米,黑線倉鼠的大量繁殖,除了對該地區(qū)的農(nóng)作物生產(chǎn)造成損失外,黑線倉鼠自身也極易攜帶可傳播的病毒,對人們
3、的健康生活也造成了一定程度的威脅。因此研究其繁殖機(jī)制、控制黑線倉鼠的繁殖活動,顯得尤為重要。
本研究以從山東省臨沂市捕獲的野生黑線倉鼠為實驗材料,從與黑線倉鼠繁殖活動密切相關(guān)的繁殖基因入手,通過對黑線倉鼠進(jìn)行不同光周期、限食和雌激素注射處理,利用實時熒光定量PCR技術(shù),對不同方式處理的黑線倉鼠不同組織中的相關(guān)繁殖基因的表達(dá)量進(jìn)行分析。首先,以黑線倉鼠下丘腦為材料,利用反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(RT-PCR)技術(shù),克隆得到了GPR1
4、47的部分cDNA片段,長355bp,屬于編碼區(qū)序列。對不同季節(jié)黑線倉鼠下丘腦和卵巢、睪丸中的GPR147相對定量結(jié)果顯示GPR147在下丘腦、睪丸中的表達(dá)模式均是非繁殖期表達(dá)量顯著高于繁殖期(P<0.05),與黑線倉鼠的繁殖規(guī)律相一致,表明在黑線倉鼠的非繁殖季節(jié),RFRP-3通過GPR147對黑線倉鼠的繁殖發(fā)揮抑制作用。
其次,通過不同的光周期(16L:8D,12L:12D,8L:16D)處理黑線倉鼠,利用實時熒光定量PCR
5、技術(shù),檢測RFRP-3/GPR147等基因在雌、雄黑線倉鼠不同組織中的相對表達(dá)量。長光照周期處理的黑線倉鼠,雌、雄下丘腦中RFRP-3的表達(dá)量顯著高于(P<0.05)短光照周期處理黑線倉鼠的表達(dá)。下丘腦中GnRH的表達(dá)量隨著光照時間的增加,表達(dá)量顯著增高,并且長光照周期下的表達(dá)量顯著高于(P<0.05)短光照周期。下丘腦中雌激素受體(ER)的表達(dá)量短光照>長光照>中光照周期,并且短光照周期下的表達(dá)量顯著高于(P<0.05)長光照。下丘腦
6、中GPR147的表達(dá)量短光照周期下顯著高于(P<0.05)長光照,與RFRP-3的表達(dá)呈現(xiàn)出相反的表達(dá)模式。實驗結(jié)果分析RFRP-3在長光照周期下表達(dá)上調(diào),可能與黑線倉鼠機(jī)體中長光照下褪黑激素的分泌有關(guān)。
第三,本研究對實驗對象的體重變化進(jìn)行監(jiān)測,并對限食組與對照組雄性黑線倉鼠下丘腦與性腺中,RFRP-3/GPR147和GnRH的表達(dá)量進(jìn)行了差異顯著性檢驗,結(jié)果表明限食組的體重顯下降(P<0.05),RFRP-3/GPR147
7、和GnRH在限食組的表達(dá)量顯著高于對照組(P<0.05);并且限食組的體重顯著低于對照組(P<0.05)。結(jié)果表明RFRP-3/GPR147系統(tǒng)可能參與了能量平衡對黑線倉鼠繁殖活動的調(diào)控。
最后,本研究對雌性黑線倉鼠注射外源雌激素,用實時熒光定量PCR技術(shù),檢測RFRP-3/GPR147、ER和GnRH的表達(dá)量。處理組與對照組相比,下丘腦中RFRP-3的表達(dá)量顯著升高(P<0.05),提示雌激素能夠上調(diào)RFRP-3的表達(dá)來增加
8、它對繁殖活動的負(fù)反饋作用。下丘腦中ER的表達(dá)量也顯著上升,表明體內(nèi)雌激素水平升高,導(dǎo)致雌激素受體的表達(dá)水平顯著升高(P<0.05),雌激素通過其受體作用于RFRP-3神經(jīng)元,RFRP-3表達(dá)水平升高,進(jìn)而GnRH的表達(dá)受到抑制,HPG的興奮性被抑制,并且雌激素對ER的作用存在劑量依賴性。卵巢中高濃度的外源雌激素注射使RFRP-3/GPR147的表達(dá)顯著升高,ER的量也顯著的升高。下丘腦中GnRH的表達(dá)量在低濃度下顯著升高(P<0.05)
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