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性别决定是一个多基因级联调控的复杂过程。性别决定机理、性别控制和性别早期鉴定研究一直是人们很感兴趣的课题,鸟类性别决定的研究由于鸟禽养殖业的经济价值而格外受到重视。近年来,在鸟类的Z和W染色体上都克隆到了与性别决定相关的基因。性别鉴定的方法也随着性别决定机理研究的深入得到同步发展,从个体水平、细胞水平发展到分子水平。鸡的性别决定与分化过程与哺乳动物存在很大差别,容易受到性激素变化的影响。自然条件下的性反转现象在历史上早有记载。由于性反转鸡是研究鸟类性别决定与分化的理想材料,因此近年来研究者们尝试利用各种方法诱导产生性反转鸡来对这一机理进行研究。 为了便于常规PCR技术在鸡性别鉴定上的推广和应用,本研究以成年家鸡全血为模板,应用常规PCR反应缓冲液和Tap DNA聚合酶直接进行PCR扩增,对50μL PCR反应体系中的血样(0.05~4.0μL)和Tap DNA聚合酶的使用量(0.05~1.5μL),及循环次数(30~40)进行了优化,在此基础上对血样的抗凝剂和保存温度进行了探讨,并对62只1日龄雏鸡、80枚12日龄和80枚16日龄鸡胚的血样直接PCR进行了性别鉴定。 本研究以褐壳蛋鸡为研究对象,在鸡胚性别决定和分化的关键时期注入芳香化酶抑制剂-来曲唑,干扰雌激素正常合成,人工诱导了鸡的性反转。应用实时荧光定量RT-PCR检测空白组、对照组、雌二醇组和来曲唑组鸡胚性腺中性别决定相关基因的表达时间及表达量差异。在雄性表型性反转鸡成年后,同样检测性别决定相关基因的表达量差异,并结合胚胎期性别决定候选基因表达的数据,对鸡性别决定机理的特点进行了探讨。最后,应用分子技术对成年性反转鸡的睾丸是否携带W染色体进行了检验。结果表明: 采集血样时可以使用ACD、肝素或EDTA做为抗凝剂,血样可以在4、-20或-80℃至少保存3个月。使用0.1μL全血就能完成雏鸡和鸡胚性别鉴定,全血PCR鉴定性别与性腺性别的符合度为100%。与常规PCR相比,全血PCR节约了检测成本,提高了检测效率,减少了交叉污染可能。 将0.8 mg来曲唑油溶液注入孵化3天的鸡胚,孵出后用来曲唑油溶液持续进行颈部皮下注射,并于第3日龄摘除左侧性腺,成功诱导遗传性别为雌性的雄性表型性反转鸡。成年雄性表型性反转鸡具有雄性第二性征,鸡冠、肉髯明显,全身羽毛鲜亮,尾羽明显,呈弯月状,好斗;部分实验鸡打鸣,但与正常公鸡相比略显沙哑。实验鸡右侧性腺发育极似睾丸,含有W染色体,性腺涂片可见大量精子呈鞭毛样向前运动;性腺切片可见大量排列致密的曲精细管,管壁中的支持细胞和各级生精细胞分化良好,排列规则,并有大量精子。雄性表型反转鸡的输精管发育不良,这是造成不育的原因。 DMRT1、SF1、AMH、DAX1、SOX9和P450arom基因在雌雄性腺上均有表达,且呈现明显的差异。DMRT1、AMH和SOX9基因在雄性鸡胚中的表达强于雌性鸡胚,这三个基因在成年鸡性腺中的表达依然是公鸡显著强于母鸡;SF1、DAX1和P450arom基因在雌性鸡胚中的表达强于雄性鸡胚,这三个基因在成年鸡性腺中的表达仍然是母鸡高于公鸡,只是母鸡与公鸡之间表达量的差别在P450arom和SF1基因极显著,而在DAX1基因为不显著。DAX1基因在成年公母鸡性腺之间无差异表达,则说明它可能与鸡性别维持的关系不大。雌二醇下调DMRT1、AMH和SOX9基因在雄性鸡胚性腺的表达水平,上调DAX1、SF1和P450arom基因在雄性鸡胚性腺的表达水平,使雄性鸡胚雌性化;来曲唑上调DMRT1、AMH和SOX9基因在雌性鸡胚性腺的表达水平,下调DAX1、SF1和P450arom基因在雌性鸡胚性腺的表达水平,使雌性鸡胚雄性化。结果表明,DMRT1、AMH、SOX9基因与睾丸的形成紧密关联;而SF1、DAX1和P450arom基因与卵巢的形成紧密相关。 AMH和SOX9基因在成年雄性表型性反转鸡性腺的表达水平极显著高于母鸡,说明这两个基因对于雄性表型性反转鸡性腺性别的维持可能起很大作用;SF1基因在成年雄性表型性反转鸡性腺的表达水平极显著高于公鸡和母鸡,说明该基因对于雄性表型性反转鸡性腺性别向雌性方向的回归可能起很大作用;P450arom基因在雄性表型性反转鸡性腺中的表达与公鸡相当,对雄性表型性反转鸡性腺性别的维持也可能起到了正向作用;DAX1基因在公鸡、母鸡和雄性表型性反转鸡之间没有差别,DMRT1基因在雄性表型性反转鸡性腺中的表达正好居于公鸡和母鸡之间,这两个基因对于雄性表型性反转鸡性腺性别的维持或回归可能影响不大。 综上所述,微量全血PCR技术可以高效和低成本地鉴定鸡胚和雏鸡性别。研究表明DMRT1、SF1、AMH、DAX1、SOX9和P450arom基因在性反转鸡和公母鸡性腺的表达时序和表达水平差异,说明这六个基因在鸡性别决定、性别分化和性别回归上具有重要作用。