鱼类嗅觉基因的Southern杂交分析研究【文献综述】

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1、毕业论文文献综述海洋生物资源与环境鱼类嗅觉基因的Southern杂交分析研究摘要：采用地高辛标记探针的Southern印迹杂交技术来检测鱼类嗅觉各族基因的基因拷贝数。关键词：嗅觉器官；构造；功能；嗅觉基因；地高辛；Southern杂交鱼类的嗅觉器官是其重要的化学感受器之一，由鼻孔、鼻腔和位于鼻腔内的嗅囊构成，鱼类嗅觉器官的进化与发展也经历了一个由低级到高级、由简单到复杂的过程。鱼类的嗅觉器官在鱼类的生活中，诸如摄食、御敌、生殖和集群等行为上发挥着重要的作用。Southern印迹杂交技术是检测特定DNA片段的常规方

2、法之一，其操作程序繁琐，对基因组DNA的提取、纯化、酶切等均有较高要求，要获得理想杂交结果需要反复摸索。1鱼类嗅觉系统的研究1.1鱼类嗅觉器官的形态和功能1.1.1鱼类鼻孔的类型多数的鱼类都具有2个鼻孔，即前鼻孔和后鼻孔，前鼻孔是进水孔，后鼻孔是出水孔，凭借前后鼻孔控制水流的进出。也有少数鱼类只有1个鼻孔，如绵鲥(Zoarces)、狮子鱼(Liparis)、慈鲷鱼科(Cichlidae)鱼类等，这可能是在其演化过程中后鼻孔退化并逐渐消失造成的：有些则是因为前后鼻孔愈合成为1个鼻孔，如刺鱼属(Gaterosteus

3、)。还有些鱼类没有鼻孔，例如绒科鱼类(halfbeaks)，其鼻腔只是一开放的凹坑。1.1.2鱼类鼻腔的形态结构鼻腔又称嗅腔，每个鼻腔都通过鼻孔与外界相通。一些硬骨鱼类还具有与嗅囊相连通的附属囊，它在鼻腔内的数量和位置因种而异有些种类只具有一个附属囊，位于鼻腔的背面、后面或腹面，例如大西洋鲭(ScomberSCoIBbFHs)：有些则具有2个附属囊，分别位于背面和腹面，例如淡水石首鱼(Aplodinotusgrunniens)、舌齿鲈(Dicentrarcbuslabrax)、黑口新缎虎鱼(Neogobiusme

4、lanostomus)等。附属囊在鱼体中主要起泵的作用，控制外界水流进出鼻腔。1.1.3鱼类嗅囊的形态结构嗅囊是1对内陷的构造由嗅囊膜、嗅轴和嗅板组成。嗅囊多开口于头部背前方，以外鼻孔与外界相通。嗅板由2层嗅觉上皮中间夹一基质层或称固有膜构成，基质内有结缔组织、血管和成束的神经轴突组成的无髓神经纤维，无髓神经纤维末端与嗅球相连嗅板上皮细胞主要由纤毛非感觉细胞、纤毛感觉细胞支持细胞和基细胞等组成。鱼类对于嗅觉的感受，主要是通过分布于嗅板上的感觉细胞来完成。在嗅板上，纤毛感觉细胞和微绒毛感觉细胞占据的嗅板区称为感觉区

5、，纤毛非感觉细胞或无纤毛的区域可称为非感觉区。1.1.4鱼类嗅觉器官的生理功能（1）摄食鱼类摄食主要靠嗅觉和味觉，但二者分工不同，嗅觉主要负责远距离地识别和搜寻食物的气味嗅觉对深海鱼类以及杂食性鱼类尤为重要，特别是底层鱼类和一些在夜间进行捕食的肉食性鱼类(如鲨类、鳐类和江鳕)。通常认为多数鱼类的嗅觉对氨基酸敏感，且不同鱼类的嗅觉的敏感性不同。（2）警报一些鱼类可以通过识别和躲避捕食者的气味，来发现和躲避潜在的捕食者，如一种太平洋鲑(Onc-orhynchussp.)在溯河洄游时能够躲避捕食者的捕食，因为捕食者皮肤

6、沾过的水中溶有L一丝氨酸(L-serine)，而L一丝氨酸对太平洋鲑可能有忌避作用。（3）生殖鱼类在性成熟时都能产生性信息素(sepheromones)，它们向同类发出信息，这些信息素可以被嗅觉系统感受，嗅觉在鱼类的求偶和繁殖等活动中起着相当重要的作用，如金鱼的嗅觉器官切除后就无法进行繁殖活动。（4）集群嗅觉信息物质对于调节同种鱼类的集群有着重要的作用，鱼类集群活动中与嗅觉功能有关的行为活动是亲缘识别。如云斑鲴(Ictalurusnebulosus)集群生活并且能识别同种个体身体的气味，云斑鲴的社群等级行为和领域

7、行为也是依靠气味来实现的，云斑鲴的代谢产物及信息素在调节它的社群行为中起着重要的作用。1.2鱼类嗅觉基因的研究目前在我们实验室已在大黄鱼中鉴定出2个家族的嗅觉受体基因（OR），共100多个基因。为了估计每个家族基因在大黄鱼基因组当中的拷贝数，于是，我们采用Southernblot的方法估计所获得的嗅觉基因在基因组中的拷贝。2地高辛标记探针Southern杂交2.1地高辛探针的标记和使用2.1.1探针的标记方法标记方法有缺口平移法、末端标记法、随机引物法和聚合酶链反应法(PCR)等。Southern杂交探针的制备一

8、般用随机引物法，模板量应达到lug以上，模板量不足1ug，可适当延长37℃温育时间。当模板序列已克隆在载体上而且多克隆位点附近有特异引物时。可以用PCR法制备探针。杨克强等采用PCR法制备探针，发现比用Klenow酶随机标记探针效率要高，而且省时。Solanas等的研究表明，用地高辛标记探针最好的方法是使用PCR法，同时也提出如果模板DNA量足够多，用随机标记法也可以达到