弓背青鳉在生物科学专业发育生物学综合性实验设计中的应用.doc

弓背青鏘在生物科学专业发育生物学综 合性实验设计中的应用郭昱嵩王中铎刘皓张艳苹刘丽刘楚吾广东海洋大学水产学院南海水产经济动物增养殖广东普通高校重点实验室摘要：以弓竹青■为实验材料，从受精，正常胚胎发育过程的观察，环境因素对胚胎 发育的影响，内分泌干扰物的浓度梯队刺激对胚胎发育的形态学观察及相关基 因表达水平的检测等一系列连续实验的设计，可为生物科学专业发育生物学的 综合性实验设计提供参考，使学生掌握一系列发育生物学的基本实验技术，增 强学生对知识的理解层次，培养学生的科研兴趣关键词：发育生物学;综合性实验;弓背青錯;作者简介：郭昱嵩，女，汉，湖南省桂东县人，博士研究生，广东海洋大学，教 授，研宄方向：水产动物遗传与发育生物学作者简介：王中铎，广东海洋大学副教授，研宄方向：水产动物遗传多样性与发 育生物学基金：国家级水产科学与技术试验教学示范中心建设项目(奥教高函(2013) 113)发育生物学是研究生物有机体发育过程与机理的一门学科，是当今生命科学进 展最为迅速的分支学科之一 ［1-3］发育生物学的产生是以胚胎学为基础，并融 入分子生物学、细胞生物学、遗传学和生物化学等学科的相关知识和技术，从 20世纪70年代开始形成一门独立的学科，近年来取得了巨大进展，成为解释生 物个体发育的基础学科，也成为生命科学领域最活跃的学科之一。

国内外各高等 院校纷纷开设发育生物学作为本科生的专业基础课程，并开设实验教学课程以 增加学生理解层次及培养学生科学思维和综合素质［4-6］一发育生物学实验涵盖面广、内容丰富、综合性强发育生物学实验内容包括生殖细胞的发生、受精、个体发育的过程、功能基因表 达基因调控的机制和原理、发育与环境的关系、凋亡和再生、发育与进化等等； 同时吸纳了分子生物学、遗传学、胚胎学等很多领域的研究手段发育生物学发 展速度快、但架构不成熟近年来，从事发育生物学研究的队伍扩人，研究成果 的不断涌现，推动丫发育生物学的不断发展但是相比其他生物学分支学科，发 育生物学实验教学还处于刚刚起步阶段，统一的、可广泛接受和采纳的教学体系 还没有形成m传统的发育生物学实验教学内容中和当比重来源于胚胎学实验， 主要是作为理论教学的补充，以验证性实验为主，而综合性、设计性的实验内容 相对比较少，对学生综合素质、创新能力的培养没有得到足够重视m通过综 合性的实验，能够充分发挥实验教学作用，使学生从准备实验材料、药品试剂到 具体实验操作的整个实验教学过程中都基本能独立完成，掌握发育生物学的基 本实验技术，并且能养成和增强学生良好的创新思维习惯，从而提高发现问题、 分析问题和解决问题的能力m。

但是，至目前为止，由于受到专业领域和实验 条件的限制，开设发育生物学实验课程的高等院校还是比较少，难以实现和达 到发育生物学的实验目标和对理论课的辅助作用广东海洋大学水产学院自 2002年起对海洋生物学专业本科生开设了发育生物学理论课及实验课，并且不 断改革进行和完善发育生物学实验教学体系，于2009年开设了以硬骨鱼类(如 金鱼、胡子鲶)和两栖类(如虎纹蛙等)为实验材料的适合于水产类的发育生物 学综合性实验，取得了较好的教学效果，但由于实验材料的可操控性不强，使 得实验开设的成功率和有效率降低IM由于模式生物具有生理特征能够代表生物界的某一大类群、容易获得并易于在实 验室内饲养繁殖及容易进行实验操等优点，为了不受限于实验材料，基于模式 生物的《发育生物学》实践教学改革势在必行木文利用木地红树林海区的广盐 性鱼类弓背青鏘作为潜在的模式生物开发，作为辅助斑马鱼为研宄对象进行发 育生物学实践教学的改革探索弓背青鏘(Oryzias curvinotus)又称海南青鏘，隶属丁•辐鳍亚纲(Actinopterygii)、颌针鱼目(Beloniformes)、怪颌鏘科(Adrianichthyidae)、青鏘属(Oryzias),在我国广东沿海分布广泛,繁殖力 强，世代周期短，盐度适应范围广，与日本青鄉(oryzias latipes)为同一属, 在发育上非常相似，为体外受精，所以胚胎从受精开始整个发育过程都是在体 外，在鱼苗出膜前，主要器官发育都己完成，且受精成功的胚胎呈透明状，可 以直接观察在化学物暴露下胚胎发育过程的致畸等现象。

在每个发育阶段都有其 明显的特征，可以准确地对在各个不同阶段进行化学物暴露，可减少浪费、降低 成本，而II是我国本土物种，不会对当地其他物种造成威胁，同时，对环境污 染物干预敏感，具有开发为监测我国环境以及对环境毒理学研宄的模式物种二弓背青鏘易于繁育，己经幵发完善了一套较为完备实验室养殖规程具体如下:养殖水体要经尼龙、生物吸附剂、活性炭、生化过滤器及紫外杀菌系 统处理，溶解氧水平为4-8mg/L，水温为26-30C.养殖生长期为0.2-0. 5L/尾 弓背青鏘性成熟个体体长3.5-4cm，卵生，胚胎于28"C (26-30aC最适繁殖温度) 下大约在受精14天后孵化，新孵化的幼鱼约经3个月成熟并产卵以鸡蛋黄 作为幼鱼的开口料）繁殖期密度为0.5-1L/尾，光周期光照14h,黑暗10h,且 照明时间为5:00-19:00,养殖性别雄雌=2:3弓背青鏘的卵为附着性卵，孵化 过程中需要放置一些水草鱼卵包裹着一层厚厚的卵黄膜，具冇一定的韧性和弹 性，成功进入卵裂期后，在实验室培养下成活率高，温度盐度耐受性广弓背青鏘作为实验材料的优势弓背青鏘鱼胚胎发育历程遵循硬骨鱼类发育的模 式，经历受精激活期、胚盘期、囊胚期、原肠胚期、神经胚期、器官形成期、出 膜期这八个阶段，在实验室26C培养条件下，胚胎在10d20h到12d2h期间陆续 全部出膜。

弓背青鏘鱼在整个发育过程中卵透明，各个小吋期都有明显的特征， 可以完整的观察到从胚胎到完全发育为仔鱼的过程，方便我们进行追踪实验， 对科研教学有很好的意义与斑马角.和比，青■角.在出膜前各个器官都已发育完全，而刚孵化的斑马角.角. 体各部分却并未充分发育青鏘仔鱼出膜后，便可四处游动，但斑马鱼可能由于 发育还没有完善，出膜后便静静的浮在水中，这个特性在毒理实验分析中也具 有很大的优势但是弓背青鏘鱼产卵量要逊于斑马鱼，胚胎发育时间也要长于斑 马鱼（9d以上），两种鱼类可以进行优势互补，对实验进行多角度分析设计 实验使用不同剂量浓度的壬基酚等典型的内分泌干扰物处理弓竹青鏘胚胎至开 U前，然后观察外部形态、肝脏等内脏状态，测量相应的长度和重量，qPCR定 量Chg L等基因的表达，从而初步探讨内分泌干扰物的早期暴露对弓背青鏘个体 发育的影响三总结根据发育生物学实验的教学耍求，通过以实验室方便繁育和操控的硬骨ft类弓 背青鏘为材料，从受精、正常胚胎发育过程（包括内部和外部结构）、环境因素 对胚胎发育的影响、内分泌干扰素浓度梯度对胚胎的影响以及检测胚胎发育过程 中相关基因的表达水平等，设计一系列连贯实验让学生进行操作，可为发育生 物学的综合性实验设计及本科生开放实验项目提供参考。

通过以上的实验，使得 学生掌握一整套发育生物学的实验技术，增强学生的科研兴趣，培养学生的科 研素养，提高学生分析问题和解决问题的能力参考文献[1] 张红卫，王子仁，张士璀.发育生物学[M].第2版.北京:高等教育出版社， 2006.[2] 桂建芳，易海生.发育生物学[M].北京:科学出版社，2002.[3] 尤永隆，林丹军，张彦定.发育生物学[M].北京:科学出版社，2010.[4] 丁汉波，全允翔，黄浙.发育生物学[M].北京:高等教育出版社，1987.［5］ 樊启昶，白书农.发育生物学原理［M］北京:高等教育出版社，2002.［6］ 张祥沛，郭炳冉.生物学实验研究［M］.第2版.青岛：中国海洋大学出版社， 2000.［7］ 董巍，张媛，许崇任.改革创新发育生物学实验教学的实践与思考［J］.高校 生物学教学研宄，2014, 4 (1) :46-50.［8］ 郭炳冉，鲍淑兰.规范发育生物学实验教学内容的思考［J］.实验技术与管理, 2008, 25 (9) :23-24.［9］ 杨立明，纪剑辉，张云峰.提高生物学类专业生物化学与分子生物学教学质 量的途径及其实践［JL教育现代化，2016，(15) : 92-94.［10］ 刘皓，刘丽，李锋，郭昱嵩，刘楚吾.海洋生物专业发育生物学综合性实验 设计初探一一硬骨鱼的人工催青、受精、早期胚胎发育及其调控［J］.湛江师范学 院学报，2014, 35 (5) :1-3.。