由于环境污染以及人工捕杀等因素，野生黑斑蛙(Rana nigromaculata)的数量已远不能满足人们的需求，因此，人工驯食蛙养殖逐渐兴起。但是，要保证驯食蛙的产量，第一步就是解决食物的摄取问题。而舌头是一个重要的摄食和味觉器官，直接影响了其对食物的摄取与否。因此，本研究采用光学显微技术、扫描电子显微技术及透射电镜超微技术对野生黑斑蛙和驯食黑斑蛙的舌背表面及内部超微结构进行了研究。石蜡切片研究表明，野生黑斑蛙与驯食黑斑蛙二者都有角质化的丝状乳头和菌状乳头。丝状乳头分布在整个舌背表面，并由主乳头和次级乳头构成。菌状乳头呈圆形，位于舌尖和舌缘; 去除上皮后，菌状乳头的上皮细胞呈火山状，顶部有一个味蕾腔。但二者在舌组织学结构上也存在一定的差异: 野生黑斑蛙舌表面的丝状乳头相对更加发达，且角质化程度比驯食黑斑蛙更明显。通过扫描电镜超微结构的比较发现，在野生和驯食黑斑蛙中都可以观察到位于背表面尾部区域舌侧的大尺寸轮廓乳头，以及由上皮褶皱组成的叶状乳头，并由平行的凹槽分隔开。二者的舌组织扫描亚显微结构也存在一定的差异: 野生黑斑蛙舌表面的丝状乳头更加发达，其角质化程度比驯食黑斑蛙更大，这与石蜡切片研究结果一致。通过透射电镜超微结构的比较观察发现，野生和驯食黑斑蛙的舌心由骨骼肌纤维、结缔组织和舌腺组成。肌纤维在三个平面上交叉，固有层和黏膜下层包含有血管和神经纤维, 周围环绕着薄的结缔组织纤维。唾液腺局限于舌的后部，由许多浆液细胞和黏液细胞组成。因此，可推测黑斑蛙舌组织结构与其摄食食物是密切相关的。本研究结果既丰富了黑斑蛙乃至两栖类动物舌组织学结构的研究，也为野生黑斑蛙种质资源保护、驯食黑斑蛙饲料配方的改良及其产业发展提供了试验依据。

斑马鱼(Danio rerio)是一种常见的模式生物, 红斑马鱼为小型观赏性鱼类之一。鱼类体色主要是由皮肤或鳞片上的色素细胞的种类和分布决定的。黑色素细胞诱导转录因子(MITF)主要调控动物黑色素细胞发育和分化。本文观察了红斑马鱼成鱼的背鳍、臀鳍、腹鳍、胸鳍色素细胞的组成和分布, 跟踪观察了红斑马鱼早期体色发育过程。通过CRISPR/Cas9基因敲除技术构建了mitfa基因敲除体系, 研究了mitfa基因在红斑马鱼早期体色发育中的作用。结果表明: 1)红斑马鱼鳍上分布有红色素细胞、黄色素细胞和少量的虹彩细胞, 但背鳍有大量的黑色素细胞; 2)在红斑马鱼早期体色发育过程中, 首先出现黑色素细胞, 接着出现黄色素细胞, 一个月后, 红斑马鱼的黑色素细胞消退, 鱼体表变浅红, 变色中体表颜色逐渐加深, 最后呈红色、银白色条纹相间分布的成鱼体色; 3)利用CRISPR/Cas9技术, 敲除mitfa基因, 结果发现, mitfa的缺失导致早期红斑马鱼黑色素细胞显著减少。上述研究结果将为观赏鱼的选育以及建立人工改良鱼类体色有效途径提供重要的理论支撑。

小眼畸形相关转录因子(MITF)与黑色素细胞的形成关系密切。casper突变体斑马鱼是一种nacre与roy orbison杂交选育得到的双基因突变斑马鱼品系(mitfaw2/w2; roya9/a9)。通过对casper斑马鱼的鱼鳍和鳞片以及早期体色发育过程的观察, 证实了casper斑马鱼的臀鳍、背鳍与背部鳞片均无黑色素细胞, 并且在早期体色发育的过程中, 也未有黑色素细胞生成。构建mitfa过表达重组质粒, 并将其显微注射至casper斑马鱼受精卵中, 在其发育过程中观察到黑色素细胞的产生。结果进一步证实mitfa在鱼类体色形成尤其是在黑色素细胞发生方面发挥着重要作用。同时, mitfa过表达casper斑马鱼的制备, 也为深入开展鱼类体色分子调控机制研究提供了材料平台。

红白花鲫胚胎发育期先观察到黑色素细胞的发生, 孵化出膜后先后出现黄色素细胞、红色素细胞及虹彩细胞。1月龄花鲫幼苗体色呈浅青灰色, 2月龄前后, 花鲫皮肤黑色素细胞逐渐减少, 体色发生“青转花”的变化, 3月龄时基本形成红白镶嵌的成体体色。克隆获得了鲫Slc7a11和Pnp4a体色基因的全长cDNA。鲫Slc7a11全长1 782 bp, 编码496个氨基酸, 与斑马鱼Slc7a11基因氨基酸同源性达93.7%; 鲫Pnp4a全长1 535 bp, 编码291氨基酸, 与斑马鱼Pnp4a基因氨基酸同源性达95.1%。RT-PCR检测了Mitfa、Tyr、Slc7a11和Pnp4a在白鲫、红鲫、花鲫三种不同体色鲫胚胎及成体组织中的表达, 分析结果显示:花鲫和红鲫一样有一个黑色素消退过程, 鲫Slc7a11和Pnp4a体色基因与斑马鱼Slc7a11和Pnp4a具有高度同源性, 花鲫成体皮肤组织也和红鲫成体皮肤组织一样检测到了Mitfa和Tyr的表达。Pnp4a在不同鲫的不同体色发育时期和不同组织都有表达, Slc7a11在不同鲫的不同体色发育时期均有表达, 但在不同鲫的成体皮肤组织中均未表达。

鱼类的体色由基本色素细胞相互配合而成，色素细胞主要有4种类型: 黑色素细胞、红色素细胞、黄色素细胞和虹彩细胞。AG1478是针对酪氨酸激酶(Tyr)的一种新型抑制剂。Tyr是黑色素生成过程中的关键酶，在黑色素细胞中呈特异性表达。本文主要阐述了白鲫四种色素细胞以及两种不同形态黑色素细胞的超微结构观察，探讨了AG1478抑制剂对白鲫早期体色发育的影响，实验结果表明抑制剂对白鲫早期体色发育没有明显影响。

本文以汉寿中华鳖为研究材料, 比较分析中华鳖线粒体细胞色素b基因(Cytb)与瑞鳖、砂鳖等的差异, 为探讨其进化与遗传分子标记奠定实验基础。采用PCR技术, 克隆汉寿中华鳖Cytb基因的序列, 并检测其在不同组织以及不同生长发育时期的表达模式, 最后通过分子进化树分析中华鳖与砂鳖的亲缘关系。通过克隆发现中华鳖细胞色素b基因的mRNA开放阅读框含有1 140 bp, 其碱基组成为A+T的含量(61.1%)高于G+C(38.9%), 编码379个氨基酸残基的序列。与山瑞鳖和砂鳖氨基酸序列比较发现, 中华鳖与瑞鳖和砂鳖均存在一定差异; Cytb基因在中华鳖不同组织和各个不同发育时期中均有表达, 且在精巢组织中表达量最高, 在不同时期阶段呈“低-高-低”曲线表达模式; 分子进化树分析发现汉寿中华鳖与砂鳖具有较强的亲缘关系, 但是在Cytb中仍存在差异, 所以能够很好的把它们区分开来。此外汉寿中华鳖与哺乳动物、鱼类和爬行类均存在巨大差异。结果表明, Cytb基因在探讨汉寿中华鳖的进化与遗传分子标记中具有重要意义, 可作为分析中华鳖种属进化系统发育特性和群体遗传多样性的标记基因。

湘云金鳙是本实验室经过近十年的工作选育出来的, 该种鱼通体金红色, 肉质鲜嫩, 生长速度快, 是一种很有价值的养殖鱼种和实验材料。随机选取12尾湘云金鳙(RBC)和12尾来自湘江流域的普通鳙鱼BC(作为对照)进行RAPD和微卫星分析。在优化RAPD检测条件基础上, 从230个随机引物中筛选出来的45个扩增较好且多态性强的引物对这两个群体的DNA 多态性及分子标记进行了分析。结果显示在45个随机引物的扩增谱带中找到了2 个引物(S20、S46)的特异扩增谱带,可以作为RBC和BC间的分子遗传标记。普通鳙鱼群体内个体之间的遗传距离范围从0.04-0.13, 群体内的平均遗传距离为0.075, 而湘云金鳙群体内个体之间的遗传距离范围从0.02-0.35, 群体内的平均遗传距离为0.139。这表明湘云金鳙群体遗传多样性明显强于普通鳙鱼群体。从32对微卫星标记中筛选9对微卫星标记用于两个群体24个个体的扩增。平均每个微卫星位点在湘云金鳙群体和普通鳙鱼群体中检测到的平均有效等位基因数分别为2.44和1.89。普通鳙鱼群体的平均杂合度期望值(0.34)和平均杂合度观测值(0.39)要比湘云金鳙群体的平均杂合度期望值(0.51)和平均杂合度观测值(0.54)的小得多。由此可见, RAPD和微卫星这两种方法得出的结果是一致的, 普通鳙鱼群体的遗传多样性比湘云金鳙群体低。此外, 通过RAPD和微卫星对两种鳙鱼遗传多样性水平的分析, 为鳙鱼种质保护提供科学证据, 为鳙鱼良种选育提供了更多的遗传学背景资料。