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日本白鲫与合方鲫酪氨酸酶基因的定向敲除导致黑色素减退现象
日期:2018-10-17 浏览次数:498
      日本白鲫不仅是一种拥有高繁殖力、生长速度快等特点的重要经济鱼类之一,而且它还可以作为一种优质的种质资源来制备具有优势性状的杂交新品种。湖南师范大学省部共建淡水鱼类发育生物学国家重点实验室刘少军教授课题组以日本白鲫为母本、红鲫为父本的组合进行杂交实验,成功的制备了一种具有生长速度快、肉质鲜嫩、抗逆性强等优势特征的杂交鲫鱼,取名为合方鲫,该优良鱼类于2017年经过全国水产原种和良种审定委员会审定为水产新品种。crispr/cas9基因敲除技术已广泛应用到生命科学研究的许多领域,也为鱼类的定向育种研究提供了一种有效方法。酪氨酸酶tyr基因是黑色素合成的关键调控基因;在日本白鲫和合方鲫中实现tyr基因的敲除不仅有助于该基因的调控机制的研究,同时有利于改良鱼类的遗传育种研究。
    近日,该课题组报道了利用crispr/cas9基因敲除技术在日本白鲫与合方鲫中对tyr基因进行了成功的定向敲除。研究结果显示,由于不同的突变效率导致了tyr基因敲除后的日本白鲫与合方鲫突变体相对于野生型实验鱼表现出了不同程度的黑色素减退现象,其中日本白鲫与合方鲫的平均突变效率分别为79.38%78.13%。选取了突变效率最高(90%)的日本白鲫突变体在转录水平和蛋白水平进行了验证,结果显示,日本白鲫突变体相对于其野生型表现出了tyr基因的表达量明显减少或者未检测到的现象;另外,对其他5个色素调控基因转录水平进行了检测,发现这些基因转录水平的表达量均出现了明显的下调现象。以上结果说明tyr基因在鲫鱼的黑色素合成中扮演着重要的角色,同时crispr/cas9技术在修饰经济鱼类基因组时展现出了较高的突变效率。
    该文章以“Targeted disruption of tyrosinase causes melanin reduction in Carassius auratus cuvieri and its hybrid progeny”为题,发表在Science China Life Science期刊上。课题组的刘庆峰博士为该论文的第一作者,刘少军教授为论文的通讯作者。
1 靶片段选取示意图,日本白鲫及合方鲫突变体tyr基因PCR产物测序结果和单克隆测序结果示意图
A:靶片段选取示意图,绿色序列为靶序列,蓝色序列为PAM E:外显子,B:日本白鲫与合方鲫突变体的tyr基因胶回收产物测序结果,PAM位点附近出现套峰现象
C:日本白鲫与合方鲫突变体的tyr基因单克隆测序结果,缺失的碱基用绿色的横杠表示,插入的碱基用红色标出。
2 tyr基因敲除后的日本白鲫表型观察图
A:4天的野生型日本白鲫有明显的黑色素,B-D:4天的日本白鲫突变体出现不同程度黑色素减退现象,
E:120天的野生型日本白鲫有明显的黑色素,F:120天的日本白鲫突变体几乎无黑色素,E:120天的日本白鲫突变体含有少量的黑色素。
3 tyr基因敲除后的合方鲫表型观察图
A:4天的野生型合方鲫有明显的黑色素,B-D:4天的合方鲫突变体出现不同程度黑色素减退现象,
E:120天的野生型合方鲫有明显的黑色素,F:120天的合方鲫突变体几乎无黑色素,E:120天的合方鲫突变体含有少量的黑色素。
 
 
 
 

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