青藏高原位于中国西南部（平均海拔>4000m）,由于青藏海拔高,因此具有氧气含量小、紫外辐射强,降水少,温度低的气候特点。生物有多种应激源,其中一种是低氧,氧气不足时轻则造成生物体组织器官损伤,重则造成生物体死亡。为了适应低氧环境,高原生物体进化出了特有的生理机制和生理功能,如心血管系统、呼吸系统等若干系统均具有稳定机体氧气水平的功能。高原生物的这些特征经过遗传和进化,能够进一步适应低氧环境。高原生物的低氧适应性不但表现在器官组织水平上,还表现在细胞水平和分子水平上。TGF-β（转化生长因子-β）是一类能够发挥多种功能的细胞因子,不仅可以调节细胞的生长分化,还能调控细胞凋亡和细胞免疫应答。在前期实验中,对青藏高原裂腹鱼转录组分析发现TGF-β1基因表达显著上调,这表明TGF-β1基因在高原低氧环境适应中发生着重要作用。为探究TGF-β1基因对低氧环境的适应机制,首先检测低氧下斑马鱼细胞氧化应激反应程度及低氧相关基因的表达状况,其次根据q RT-PCR技术和western bloot技术探究软刺裸鲤和齐口裂腹鱼TGF-β1组织表达特异性,同时构建两种裂腹鱼TGF-β1基因的真核表达载体并进行体外低氧实验,检测低氧下转染细胞后的相对活性。细胞活性结果显示,1%O2处理细胞具有时间依赖性后,斑马鱼细胞存活率显著高于对照组,而0.1%O2处理后,8 h存活率最高,之后达到稳定水平。而且在对斑马鱼细胞氧化应激酶和生理代谢相关指标检测时,发现1%O2处理后,氧化应激酶活性增强,脂质过氧化物减少,24 h SOD活性最高,8 h CAT活性最低而GSH活性最高,MDA含量和对照组没有明显差异,NO含量和i NOS活性16 h达到最高;0.1%O2处理后,SOD和GSH活性显著升高,但CAT活性下降,MDA含量明显减少,NO含量及i NOS活性明显有所降低。说明鱼类细胞在低氧应激下,细胞可以适应低氧,在此过程中,相关酶活性和物质发生了有规律的动态变化。初步证明低氧是通过增强抗氧化酶活性来提高斑马鱼细胞的抗氧化能力。采用荧光定量PCR技术,将斑马鱼细胞应激性低氧处理不同时间,检测其在低氧应激下相关基因的m RNA表达差异。在1%和0.1%应激性低氧环境下,斑马鱼细胞中HIF、EPO、TGF-β1 m RNA的表达均极显著上升。该结果表明,HIF、EPO、TGF-β1可能与低氧适应有关。本实验室前期已经证实软刺裸鲤中HIF和EPO基因,具有低氧适应功能。TGF-β1也是低氧适应中的能发挥重要作用的基因,但目前还没有获得其在高原缺氧的极端环境下表达机制和功能进化。为研究高原裂腹鱼类TGF-β1基因的特征和在低氧环境中的功能适应,本研究利用PCR技术扩增获得高原软刺裸鲤和齐口裂腹鱼TGF-β1基因c DNA的开放阅读框,并进行氨基酸序列分析。核苷酸结果显示,齐口裂腹鱼和软刺裸鲤的TGF-β1基因ORF区域总长为1134 bp,预测编码377个氨基酸。多重序列比对结果显示,软刺裸鲤TGF-β1和齐口裂腹鱼TGF-β1氨基酸序列同源性为89.66%,齐口裂腹鱼和斑马鱼的氨基酸序列同源性为89.66%。本研究比较了软刺裸鲤和齐口裂腹鱼的脑、心脏、肌肉、皮肤、腮、脾组织中的TGF-β1 m RNA水平。相对荧光定量PCR显示,软刺裸鲤的TGF-β1 m RNA,在皮肤、鳃、心脏、脾及脑等组织中的表达明显较齐口裂腹鱼低。同时,根据比较软刺裸鲤和齐口裂腹鱼组织中蛋白表达量显示,软刺裸鲤心脏中的活化的TGF-β1蛋白表达量比齐口裂腹鱼多。在体外低氧实验中,转染软刺裸鲤TGF-β1的细胞相对活性比转染齐口裂腹鱼TGF-β1的细胞高。说明了软刺裸鲤TGF-β1更适应高原低氧环境,具有低氧适应性。本研究针对TGF-β1基因进行了分子及蛋白水平的研究,并对高原裂腹鱼TGF-β1展开了低氧适应功能的鉴定研究。此项结果为研究TGF-β1基因在低氧极端环境下的遗传特征提供依据,也为下一步探讨TGF-β1基因在鱼类中的适应性进化做出了铺垫。