fn1基因编码纤维连接蛋白（fibronectin,FN）,参与细胞迁移、粘附、组织架构、重塑、伤口愈合、宿主防御等,在胚胎发育和器官形成等多个生命过程中发挥重要作用,然而其是否作用于鱼类气呼吸的形成却未可知。本实验室以典型的淡水辅助气呼吸鱼类——泥鳅（Misgurnus anguillicaudatus）为研究对象,长期致力于鱼类气呼吸分子机制的研究,且发现fn1基因可能在泥鳅气呼吸形成中发挥着重要作用,然而具体的作用机制尚不清楚。因此,本研究首先克隆分析了泥鳅的fn1基因,应用qRT-PCR、整胚原位杂交与组织切片原位杂交等技术揭示了fn1基因在泥鳅中的表达模式,由此发现其在触须中高量表达。然后,对泥鳅的触须进行正常和低氧下的形态学和组织学的观察比较,探明其结构特征和对气呼吸的适应性。最后,基于CRISPR/Cas9技术构建出泥鳅fn1b敲除模型(fn1b^+/-),结合低氧实验,测量fn1b^+/+与fn1b^+/-与气呼吸相关的组织学和生理学指标,并对fn1b^+/-进行相关基因的定量分析,在触须视角下初步探讨了fn1基因对于泥鳅气呼吸的作用机制,旨在为研究鱼类气呼吸形成的分子机制提供新的思路和线索。研究结果主要有以下三方面:1. 通过一步克隆法获得了泥鳅2个fn1基因ORF序列,参照斑马鱼等硬骨鱼类的fn1序列,分别将其命名为fn1a和fn1b。fn1a编码2471个氨基酸,fn1b编码2398个氨基酸。对其氨基酸序列进行多重比较分析,发现fn1a和fn1b都含有3种类型的重复序列,然而fn1b缺少一个III形重复序列模块（FN3）,表现出结构域的特异性。分子系统进化分析结果表明,泥鳅fn1a基因和fn1b基因进化地位出现分化,分别与同属鲤形目的斑马鱼fn1a基因和fn1b基因遗传距离最近。时空表达结果显示,泥鳅2个fn1基因都在触须中高量表达,尤其是fn1b基因,且二者在胚胎发育阶段的表达呈现出差异性和互补性;成体组织qRT-PCR比较结果表明,泥鳅fn1b基因的触须特异性表达显著。最终,采用整胚原位杂交和触须切片原位杂交法将泥鳅fn1b基因的表达定位在触须中的血管结构中。2. 形态学观察发现,泥鳅口部分瓣为内外唇,外唇生有3对触须,内唇生有2 对颏叶。形态学测量显示,泥鳅的触须长度和体长存在显著的正相关性。组织学观察得知,泥鳅触须的结构由外到内依次为:上皮层、胶原纤维层、肌纤维层、疏松结缔组织层和中央血管层,且其中央血管层成簇分布着红细胞,明显区别于其它3种有须鱼类（大鳞副泥鳅、斑马鱼、黄颡鱼）触须中央的轴向软骨结构。在低氧诱导下,泥鳅的触须充血上扬,其中央血管区红细胞明显增多,且气血扩散距离显著缩短,表现出对气呼吸的适应性,可视为气呼吸的先导器官。在剪除触须后,泥鳅气呼吸次数明显减少,可能源于触须中存在某种低氧感受的功能。3. 利用CRISPR/Cas9技术构建出了fn1b^+/-泥鳅模型,发现其胚胎发育明显滞缓。由于一直未筛选出fn1b^-/-子代,推测可能出现“纯合致死”现象。低氧处理下,fn1b^+/+泥鳅触须和后肠中的fn1b基因表达均呈现“先上升、后回落”的变化趋势,表现出明显的低氧应答模式。低氧下的组织学测量表明,fn1b^+/-触须和后肠的气血扩散距离先后缩短,但均高于fn1b^+/+,说明fn1b基因敲除导致了泥鳅气呼吸能力的减弱。低氧下的生理学测量显示,在剪除触须后,fn1b^+/-比fn1b^+/+反应时间更长、窒息点更低、平均耗氧率稍有下降、气呼吸频率大大降低,说明fn1b基因敲除进一步加重了泥鳅因缺少触须导致气呼吸减弱的程度;同时,fn1b^+/-在低氧下的红细胞数量显著减少,血红蛋白（Hb）和高铁血红蛋白（Met Hb）浓度无明显变化,对比fn1b^+/+的红细胞数量基本不变、Hb浓度上升、Met Hb浓度下降的结果,结合fn1b^+/-红细胞生成受体基因（epor）和血红蛋白基因（hbb）表达下降的情况,说明了fn1b基因的敲除可能会通过抑制低氧下红细胞的生成从而影响Hb的氧合能力。综上,根据低氧下相关基因在fn1b^+/-触须中的表达变化,结合上述触须组织学和生理学的低氧应答变化,初步讨论出fn1b基因在血管生成、红细胞生成、低氧感受等三个层面发挥其对泥鳅触须气呼吸的作用。