硬骨鱼类利用骨骼肌收缩牵拉骨骼产生运动,并伴随产生物质和能量代谢,保障其完成游泳、觅食、躲避天敌等生命活动。鱼类骨骼肌主要由肌纤维组成,是鱼体躯干的主要部分,占比重的40%-60%,是鱼类身体中占比最大的可食组织。硬骨鱼类骨骼肌分为快肌纤维和慢肌纤维,两种肌纤维在形态结构、运动耐力和能量代谢特征等方面具有多样性。在骨骼肌执行生物学功能的过程中,骨骼肌中不同的肌纤维发挥着不同的作用。然而,鱼类骨骼肌的发育和生长及其肌纤维类型的建立、分化与维持是一个非常复杂的调控过程。整个过程中由多种信号通路和正负向转录因子进行精密调控。本文以黄带拟鲹(Pseudocaranx dentex)、红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)和褐牙鲆(Paralichthys olivaceus)三种不同游泳类型鱼类为研究对象。首先,通过对其成鱼阶段高度分化的骨骼肌纤维进行多方面分型比较,解析其快慢肌的形态结构与代谢功能差异;同时筛选并验证其快慢肌纤维分型的分子标记基因;进而克隆了快慢肌纤维类型关键调控基因PGC1α与Myo G,并探究了两个基因的序列结构及其组织表达规律,以期为揭示骨骼肌生长分化的分子调控机制鉴定基础。具体研究结果如下:(1)通过冷冻切片HE染色对黄带拟鲹、红鳍东方鲀、褐牙鲆三种鱼类的快慢肌纤维微观结构比较发现:三种鱼类慢肌纤维的直径和面积均显著小于快肌纤维;红鳍东方鲀慢肌纤维直径和面积在三种鱼类中最大,褐牙鲆次之,黄带拟鲹的直径和面积最小;红鳍东方鲀快肌纤维直径和面积三种鱼类中最大Colforsin,黄带拟鲹次之,褐牙鲆的直径和面积最小。骨骼肌主要功能是支撑游泳运动,三种鱼类快慢肌纤维直径之间的区别可能与其游泳习性密切相关。(2)比对丙酮酸脱氢酶(PDH)、己糖激酶(HK)和线粒体异柠檬酸脱氢酶(ICDHm)等关键能量代谢酶在三种鱼类快慢肌纤维的活力差异。结果发现代表糖酵解代谢能力的己糖激酶在三种鱼类快慢肌中无明显差异,说明三种鱼类骨骼肌均进行一定的糖酵解代谢;把糖酵解和三羧酸循环连接起来的丙酮酸脱氢酶在三种鱼类骨骼肌中酶活力无明显差异,说明快慢肌均具有维持无氧代谢和有氧代谢平衡的能力;代表有氧代谢能力的异柠檬酸脱氢酶在黄带拟鲹的快肌与慢肌之间酶活力差异极显著,且黄带拟鲹慢肌异柠檬酸脱氢酶酶活Lipopolysaccharide biosynthesis力显著高于红鳍东方鲀和褐牙鲆的慢肌,说明黄带拟鲹利用慢肌有氧代谢供能能力比红鳍东方鲀和褐牙鲆更突出。(3)利用黄带拟鲹快慢肌组织的转录组数据,发现MYL7仅在黄带拟鲹慢肌中特异表达且表达量较高。通过设计特异性引物,检测MYL7在黄带拟鲹、红鳍东方鲀、褐牙鲆三种Compound 3作用鱼类快慢肌中的表达情况,发现MYL7在三种鱼类慢肌中均有明显表达,而在快肌中均无表达。这进一步验证MYL7可作为快慢肌纤维类型分型标记基因。该研究可从分子角度对骨骼肌快慢肌进行快速分型,保证组织分型的准确,可为后续全面系统开展快慢肌分子生物学的精准取材研究提供支撑。(4)克隆了黄带拟鲹的快慢肌纤维类型调控基因PGC1α与Myo G基因序列。发现黄带拟鲹PGC1α基因含有完整的ORF序列3720 bp,翻译编码1239个氨基酸;黄带拟鲹Myo G基因完整的ORF序列753 bp,翻译编码250个氨基酸;两个基因均具有保守的结构域。两个基因在三种不同游泳类型鱼类成鱼阶段不同组织的表达情况显示,PGC1α基因在心和肾的表达最高,在脑、鳃、肝和骨骼肌等高耗能组织也有较高表达,且在慢肌中的表达显著高于快肌,这可能与慢肌有氧代谢更剧烈有关;PGC1α基因在三种游泳类型鱼类的组织表达模式比较一致,可见该基因的表达与游泳习性相关性不强。Myo G基因在三种游泳类型鱼类的表达具有明显的组织特异性,基本只在骨骼肌中表达,且在黄带拟鲹的慢肌中表达量显著高于快肌,但在红鳍东方鲀和褐牙鲆的快慢肌中的表达不存在显著差异,说明Myo G对骨骼肌的调控作用可能还与物种的类型有关。因此,继续深入挖掘其基因功能具有重要意义。