前期的研究发现，黄鳝Gdf9基因和蛋白在性腺中的特异表达具有明显的阶段性，这表明，Gdf9在黄鳝性腺发育过程中发挥了重要作用。为研究黄鳝性腺中Gdf9的受体分子及其信号转导机制，本课题拟运用RACE技术获取黄鳝Gdf9受体候选分子的基因序列，通过实时定量PCR、免疫组化等技术筛选其受体分子，并结合配体和离体孵育的研究结果，探明黄鳝性腺中Gdf9的信号转导机制。本研究结果将为研究黄鳝性腺发育调控和性逆转机制奠定基础，也为硬骨鱼类性腺发育研究提供基础资料。

Our previous study found that the expression of growth differentiation factor 9 (Gdf9) was localized exclusively in the gonads of ricefield eel Monopterus albus, and had obvious phases. These results suggested that Gdf9 play important roles in the folliculogenesis as well as spermatogenesis in ricefield eels. In order to screen the receptors and unravel the signal transduction mechanism of Gdf9 in ricefield eel, the sequences of Gdf9 candidate receptors will be obtained using RACE technique in the present study. The receptors of Gdf9 should be determined utilizing the technique of Real-time PCR, immunohistochemistry, and so on. And combining the results of study on ligands and in vitro incubation, the signal transduction mechanism of Gdf9 in ricefield eel gonad could be verified. These results should be helpful to study the developmental regulation of gonad and sex reversal mechanism in M. albus, and also provide basic data for research on development of gonad in other teleosts.

黄鳝Gdf9基因和蛋白在性腺中具有明显特异性的阶段表达提示其在黄鳝性腺发育过程中发挥重要作用。本项目从受体候选分子的筛选、克隆表达和蛋白定位分析，以及gdf9表达的相关性等方面对Gdf9的候选受体分子及其功能和信号转导机制进行了研究。参照哺乳动物GDF9信号转导机制，筛选并获得了受体候选分子smad2/3的全长cDNA序列，alk5和bmpr2a的部分序列。smad2序列全长1863bp，编码467个氨基酸残基，smad3序列全长1638bp，编码425个氨基酸残基。受体候选分子在黄鳝各组织广泛表达，但smad2/3在性腺中以卵巢的表达量最高；性腺alk5的表达量明显高于其它组织；bmpr2a在卵巢中的表达显著高于其它组织。与gdf9的基因表达趋势类似，4个候选基因的表达在卵巢发育过程中均呈现逐步上升后又下降的趋势。随着性逆转的发生，smad2/3和bmpr2a均呈现先上升后下降的趋势，性逆转完成后其在精巢中的表达量仍较高，alk5在逆转过程中的表达量变化不显著。Smad2/3、Alk5和Bmpr2a能与黄鳝Gdf9共定位于卵巢中卵原细胞和各发育时期的卵母细胞、精巢中不同发育时期的精母细胞，以及间性性腺中退化的卵母细胞和精原细胞。此外，Smad2和Smad3在性腺中的颗粒细胞、膜细胞和支持细胞中有表达，而Alk5和Bmpr2a在性腺中的体细胞未检测到阳性信号。离体孵育黄鳝精巢和卵巢组织后，FSH能抑制精巢中gdf9、smad2/3、alk5和bmpr2a的表达，对卵巢中smad2和smad3的抑制作用随着孵育的进行而减弱，而对alk5和bmpr2a表达的抑制一直持续。与gdf9表达类似，仅高剂量的hCG能促进孵育卵巢组织中smad2、smad3、alk5和bmpr2a的表达，但随着孵育时间的持续，其表达量呈下降趋势。综上所述，Smad2的时空表达和调控等与黄鳝Gdf9存在极大的相关性，这表明其是黄鳝Gdf9下游重要的信号分子，这将为研究Gdf9的调控机制提供基础资料。此外，Smad2/3、Alk5和Bmpr2a在黄鳝配子生成中的作用、功能以及相互作用关系，FSH和hCG孵育后相关基因的表达分析等将为研究性腺发育过程中基因的功能和生殖细胞发育调控网络提供基础资料。这些结果也将为研究黄鳝性腺发育调控和性逆转机制奠定基础，也为硬骨鱼类性腺发育研究提供基础资料。