刘永飞--斑马鱼的胚胎发育

斑马鱼饲养及繁殖孵化过程研究摘要：斑马鱼是一种重要的脊椎动物模式生物，因其胚体全透明，繁殖速度快，使用样品量少，饲养成本低，而被作为一种理想的模式动物广泛的应用于科学试验。

本实验通过对斑马鱼生长条件研究，探究斑马鱼可以生长的适宜条件，并在一定条件下使斑马鱼产卵，探究斑马鱼孵化及鱼苗生长条件，建立斑马鱼的养殖平台，为之后进行斑马鱼毒性急性急性实验奠定良好的基础。

关键词：斑马鱼；生长发育；繁殖；胚胎发育孵化；鱼苗斑马鱼（学名：Barchydanio rerio var，别名：蓝条鱼）是一种重要的低等脊椎动物模式生物，因其具有个体小、生殖周期短、繁殖能力强及胚胎透明便于观察等优点，被广泛应用于发育生物学、环境毒理学、免疫学等领域[1]。

斑马鱼在基因水平上87%与人类同源，早期发育也与人类极为相似，这使得斑马鱼及其胚胎在人类疾病的研究中有重要的应用价值[2，3]。

其胚胎、幼鱼和成鱼最早是被用来检测水中的有毒物质和致畸物[4]。

Streisinger 等[8]于 1981 年首次将斑马鱼与遗传学和生物学领域划上联系，使其研究领域得以拓展和延伸。

目前，斑马鱼已被广泛用于遗传学、生态毒理学、药物药效活性物质筛选、药物代谢、药物毒性物质筛选等方面[9]。

该实验通过观察斑马鱼的形态特征，生活习性，繁殖发育，调节孵化条件，熟悉并建立斑马鱼养殖、繁殖、孵化、鱼苗养殖等一系列养殖平台，为之后开展斑马鱼相关生理药理实验奠定基础。

1实验材料1.1 实验用鱼成年AB系斑马鱼，六月龄，来源于斑马鱼科研服务中心1.2 仪器与设备T-240F9L水族箱（宝潮水族专营店）；产卵缸（南京一树梨花生物科技有限公司）培养皿若干、斑马鱼饲料（斑马鱼科研服务中心）、控温棒（斑马鱼科研服务中心）、生化培养箱（上海坤天实验室仪器有限公司）、6孔板、电子分析天平（万分之一赛多利斯科学仪器有限公司）。

1.3 实验试剂无水乙醇、500ml硝化细菌菌液、260ml水质稳定剂（上海寸景水族用品有限公司）、250ml胚胎培养液、亚甲基蓝（分析纯，成都市科龙化工试剂场2斑马鱼形态及习性2.1外形及雌雄鱼分辨AB型斑马鱼（野生型）体长为4～6cm，最大体长可达8cm。

斑马鱼在发育生物学中的研究进展斑马鱼（Danio rerio）是一种常见的小型热带淡水鱼类，也是一种重要的生物模型，因为它们易于繁殖和维护，具有透明胚胎，容易观察和操纵发育过程的特点。

在过去的几十年里，许多生物学家使用斑马鱼进行发育生物学研究，探寻分子机制、细胞过程、组织发生、器官形成和行为等方面的问题。

本文将介绍斑马鱼在发育生物学中的研究进展及其应用。

1. 斑马鱼的发育过程斑马鱼的发育过程可分为四个主要阶段：受精、分裂、胚胎发育和幼鱼期。

受精后，卵细胞形成受精卵，随后通过有丝分裂发育成为多个细胞，其中包括前期胚胎、球胚和盘胚。

在这些早期阶段，斑马鱼的胚胎透明，发育过程可以通过显微镜直接观察。

在幼鱼期，斑马鱼游泳、摄食和生长，逐渐成为成年鱼。

2. 斑马鱼的发育成因对于斑马鱼的发育成因的研究可以通过突变体筛选、遗传分析、基因克隆等方法进行。

许多突变体显示了不同的发育缺陷，例如胃肠道畸形、神经系统缺陷、鳍/肢体畸形等。

通过对这些突变体的遗传分析和基因克隆，科学家发现了很多与斑马鱼发育相关的基因，如sonic hedgehog、hox等。

另外，近年来，利用CRISPR/Cas9基因编辑技术，科学家可以精确地改变斑马鱼基因组中的某些位点，以研究特定基因功能或疾病模型等方面的问题。

这种方法加速了斑马鱼发育生物学的研究和应用。

3. 斑马鱼的组织和器官形成斑马鱼的器官发生过程是发育生物学的热点研究之一。

在胚胎发育过程中，骨骼、肌肉、心脏、肝脏、胰腺等组织和器官的形成令人印象深刻。

例如，斑马鱼心脏的发育非常相似于人类的心脏发育过程。

斑马鱼心脏发育的详细解剖和功能特征使得我们可以更好地理解人类心脏疾病，包括先天性心脏缺陷和心肌病等。

在肌肉结构和功能方面，斑马鱼是一种适应游泳的生物模型。

它们的鱼体非常透明，我们可以观察和操纵它们的鱼肌和鱼晶体肌的发育和生理功能。

研究斑马鱼肌肉发育和运动调节机制有助于解决人类运动性疾病诊断和治疗的问题。

斑马鱼遗传和发育生物学斑马鱼是一种常见的实验动物，在遗传和发育生物学研究中被广泛使用。

它们的透明胚胎和易于培养的特点使得科学家们可以轻松地观察胚胎发育过程并进行基因操作。

本文将介绍斑马鱼的遗传和发育生物学方面的研究进展。

一、斑马鱼基因组斑马鱼基因组已经被完整测序，包括四组染色体，共有约2.7亿个碱基对。

与人类基因组相比，斑马鱼有很多基因是双倍体，这使得它们成为研究基因功能和基因互作的理想实验动物。

另外，斑马鱼的基因序列也为研究同源基因在不同物种之间的保守性提供了便利。

在斑马鱼基因组中，有很多基因与人类疾病相关。

例如，斑马鱼中的缺氧诱导因子1α基因与心脏病相关。

通过研究这些基因，我们可以更好地理解这些疾病的发病机制和猝死风险等问题。

二、斑马鱼的发育过程斑马鱼的发育过程可以分为四个阶段：受精、卵裂、胚胎形态发生和器官发育。

斑马鱼的卵精细胞很大，并且在受精后会形成球形胚胎。

在接下来的几天里，胚胎会不断分裂，最终形成一个长约2毫米的斑马鱼幼虫。

斑马鱼的发育速度非常快，只需要两天就可以从受精卵变成成熟的斑马鱼。

这使得科学家们可以在短时间内观察多代斑马鱼的发育过程，从而更好地理解发育中的生物学问题，例如细胞分裂、组织形态、器官发育等。

三、斑马鱼的基因操作技术基因编辑技术是现代生命科学的核心工具之一。

通过基因编辑技术，科学家们可以精准地改变一个或多个基因，从而研究基因在发育和疾病中的功能。

斑马鱼是一个理想的基因编辑模型，因为它们的受精卵非常透明，可以轻松地将DNA和RNA注入卵细胞内，或通过转基因方法将外源基因导入受精卵。

目前，常用的斑马鱼基因编辑技术包括CRISPR/Cas9系统和锌指核酸技术。

这些技术已经成功地用于改变斑马鱼基因，包括使其发生突变、生成新的融合蛋白和标记蛋白等。

四、斑马鱼的疾病模型斑马鱼可以被用作人类疾病的研究模型，例如癌症、心脏病、神经疾病等。

斑马鱼和人类之间有很多相似之处，例如生命早期阶段的肌肉和神经系统的形成、免疫系统的发育等。

斑马鱼的分子遗传学和发展生物学斑马鱼是一种广泛应用于生命科学研究的实验动物，其分子遗传学和发展生物学方面的研究也在近年来得到了越来越多的关注。

本文将就斑马鱼的分子遗传学和发展生物学展开探讨，并介绍一些与斑马鱼的遗传和发展相关的最新研究成果。

一、斑马鱼在分子遗传学研究中的应用斑马鱼的优良性状和易于养殖的特性使其成为一种广泛应用于遗传学研究的实验动物。

通过对斑马鱼的遗传变异进行研究，科学家们可以更好地理解遗传基因在生命过程中所起的作用，探究出疾病及先天性缺陷等相关的遗传机制。

斑马鱼的遗传学研究主要集中在以下几个方面：1. 遗传突变的筛选：通过人工诱导斑马鱼体内的遗传突变，科学家们可以发现和分离出突变体。

这些突变体可用于研究特定性状的遗传基础，例如生长、光感、发育等。

2. 基因敲除：科学家们可以利用基因敲除技术将目标基因在斑马鱼体内完全或部分剔除，观察这种变化对斑马鱼的发育和行为的影响。

这些敲除技术对生物医学领域的疾病基因的研究有着重要的作用。

3. 突变基因的研究：对突变基因的研究，不仅有助于探究突变基因对于斑马鱼的发育和特定性状的影响，也能为相关人类疾病的基因治疗提供理论依据。

二、斑马鱼在发展生物学研究中的应用斑马鱼发育速度快，上气道较为完善，幼体易于人工控制和操作，因此成为了发展生物学及遗传学研究中广泛应用的试验模型。

通过对斑马鱼的发育过程进行研究，我们可以更好地理解生命过程中的分子信号转导和细胞发育及分化的机制。

目前斑马鱼在发展生物学研究中主要应用于以下几个方面：1. 胚胎发育轨迹的研究：通过对斑马鱼的胚胎发育轨迹进行研究，科学家们可以更好地探究胚胎的发育过程，发现一些新的分子信号、基因调控等。

2. 器官发生和功能的研究：斑马鱼在发育初期各个器官的生长、发育过程十分显著，可供研究者更好地探究器官形态和功能发生的相关机制，比如对心血管系统、神经系统的研究。

3. 模式生物的病因学研究：通过对斑马鱼的转基因研究，科学家们可以发现这些基因对于发育和生殖的作用，还可以发掘相关基因和疾病之间的相关性。

基因组学与应用生物学，2011年，第30卷，第2期，第168－174页Genomics and Applied Biology,2011,Vol.30,No.2,168－174研究报告A Letter斑马鱼性腺发育的组织学观察王晶王冰李纪同杨磊张永忠*聊城大学生命科学学院,聊城,252059*通讯作者,Dr.yzz@摘要在过去几十年，斑马鱼(Danio rerio)由于其发育周期短且速度快，胚胎发育透明，已经成为众多研究领域的典型模式生物。

斑马鱼的性腺发育和分化非常特殊，雄性和雌性幼鱼的性腺在早期全部发育成“类卵巢”结构。

目前，对于斑马鱼的性别分化和性腺分化机制还不清楚。

本文以孵化后不同时期的斑马鱼仔鱼和幼鱼的生殖腺为材料，经石蜡切片和苏木精染色后，荧光显微镜下观察了斑马鱼仔鱼性腺从出现、分化到成熟的发育过程。

结果发现：孵化后5~10日龄仔鱼腹腔两侧可以观察到没有分化的生殖腺，其中的生殖细胞明显比周围的体细胞大；孵化后14~24日龄仔鱼的生殖腺中可见由卵原细胞分裂形成的生殖包囊，其中的生殖细胞进一步分化、分裂形成体积更大、数量更多的卵母细胞；25日龄左右的仔鱼，其性腺成为在腹腔两侧对称，而且在组织结构上也较为典型的卵巢样结构。

到35日龄前后可见一部分仔鱼的性腺逐步由卵巢样结构向精巢结构转变的过程。

我们在2周左右的仔鱼的性腺中观察到了生殖包囊存在，这一现象还未见有前人报道。

在本试验中，我们不仅清楚地观察到类似卵巢的性腺中“卵母细胞”逐渐凋亡消失的过程，还观察到性腺由最初的类似卵巢样结构逐渐变成典型的精巢结构的整个过程。

这些研究成果将为发育生物学提供有价值的信息和第一手资料。

关键词斑马鱼,性腺发育,石蜡切片,生殖包囊,组织学观察Histological Observation of Zebrafish Gonad DevelopmentWang Jing Wang Bing Li Jitong Yang Lei Zhang Yongzhong*Department of Life Sciences,Liaocheng University,Liaocheng,252059*Corresponding author,Dr.yzz@DOI:10.3969/gab.030.000168Abstract Over the past few decades,zebrafish(Danio rerio)has become a typical model species for several re-search areas,primarily due to its short generation time and rapid,transparent embryonic development.Zebrafish gonad development and differentiation are rather special for that in both of early male and female juveniles the go-nad develop into overy-like-structure(‘juvenile ovary’).The sexual differentiation mechanism of zebrafish is far from being fully understood at present.In this study,juvenile zebrafish gonad developmental process from the ear-liest recognizable stage,through differentiation,to maturation,was observed under fluorescent microscope after hematoxylin staining.The results showed that undifferentiated gonads could be observed on both sides of dorsal abdominal cavity of5~10days'juveniles,in which germ cells were significantly bigger than the surrounding somatic cells;germline cysts derived from oogonium division could be seen in the gonads of14~24days'juveniles,in which the germ cells further differentiated and increased both in number and in size.Gonads from about25days'juveniles developed into typical symmetic localization and typical ovary-like in shape and histological structure.From about 35days,gonads in some juveniles revealed clear transformation process from ovary-like shape and histological structure into testises.We identified the occurrence of the germline cyst in the gonads of juvenile zebrafish2weeks post-hatching,to our konwledge,this phenomenon has not been reported previously.In this study we both clearly基金项目：本研究由山东省自然科学基金(Y2007D06)和国家自然科学基金(31071268)共同资助observed the apoptotic process of“oocyte”in the ovary-like gonads,untill all the“oocytes”disapear gradually,and the whole process of morphological changes of the gonad from the overy-like-structure to typical testis gradually. These observations will provide valuable information and firsthand materials to the the developmental biology. Keywords Zebrafish(Danio rerio),Gonad development,Paraffin section,Germline cyst,Histological observation斑马鱼(Danio rerio)属鲤科(Cyprinidae)，短担尼鱼属(Danio)，原为一种典型的亚热带观赏鱼。

斑马鱼调控早期生殖细胞发育的分子机制研究斑马鱼是一种被广泛应用于生命科学研究的试验动物，因为其繁殖能力、生长速度、消化系统的相似性和其生命早期发育的透明性。

近年来，随着对斑马鱼基因组的解析，越来越多的科学家选择斑马鱼作为研究对象来深入了解一系列生物学问题。

其中，斑马鱼调控早期生殖细胞发育的分子机制是生命科学界热点之一。

早期生殖细胞是人和动物体内的细胞群体，它们是性生殖的先驱细胞，在胚胎发育过程中形成生殖系统，最终发育成为精子或卵子。

早期生殖细胞发育异常会导致生殖系统的疾病和不育。

斑马鱼之所以成为研究早期生殖细胞发育的理想模式动物，是因为它们早期生殖细胞的发育过程与人类非常相似。

随着分子生物学的迅猛发展，越来越多的分子机制类似于信号调节途径和转录调控元件等被揭示。

这些分子机制调节着早期生殖细胞如何分化定位和是否能成功发育成为精子或卵子。

以下就让我们一起来了解一些调控早期生殖细胞发育的分子机制。

首先，转录因子是调节早期生殖细胞发育的关键因素之一。

转录因子是一种能够在基因排列中寻找目标基因并结合其编码的DNA序列，调控基因表达的分子。

在斑马鱼中，转录因子一般通过维持干细胞免疫表型、调控性别决定和维持早期生殖细胞细胞群的定位等方面发挥作用。

典型反例包括：在统治了自我更新和分裂决策的转录因子nanog的缺失下，斑马鱼早期生殖细胞无法生成。

其次，信号通路是调控早期生殖细胞发育的另一种重要因素。

信号通路是一组分子性的细胞内通讯系统，在细胞内部调节各种生物过程。

在斑马鱼中，信号通路在早期生殖细胞发育中扮演着极其重要的角色。

例如，Wnt信号通路在斑马鱼中调节着早期生殖细胞的迁移和分裂。

这个通路一旦被打乱，就会导致早期生殖细胞的错位迁移和失去其功能，甚至最终导致细胞死亡。

此外，在性染色体上寻找的性别决定因素（即X和Y染色体）也是调节早期生殖细胞分化的关键。

在斑马鱼中，sexl基因编码雄性特定的启动子结合转录因子，在早期生殖细胞发育阶段发挥作用。