日前，中國水產科學研究院長江水產研究所水產動物種質資源與遺傳育種團隊在中華鱉性逆轉機制解析方面取得重要進展。團隊圍繞中華鱉性逆轉過程，通過Direct RNA全長轉錄組和二代轉錄組進行分析，揭示了RNA甲基化、small RNA等在性逆轉過程中發揮著重要作用。

團隊前期利用外源激素雌二醇和甲基睪酮獲得了性逆轉偽雌性和偽雄性個體，并建立了中華鱉性別特異性分子標記方法。在對中華鱉性逆轉過程研究中發現，表觀遺傳發揮著不可或缺的作用。RNA甲基化是一種重要的表觀遺傳修飾，在調節基因表達以及與轉錄本的編輯、穩定性和降解相關的過程中起著重要作用。Direct RNA全長轉錄組發現可變剪切數目和RNA甲基化（m5C和m6A）狀態在性逆轉過程中發生了顯著變化。相對于雄性個體，偽雌性個體可變剪切數目增多，RNA甲基化位點數目在CDS區域減少，3‘UTR區域增多；與雌性個體相比，偽雄性個體可變剪切數目減少，RNA甲基化位點數目在CDS區域增多，3‘UTR區域減少。與性別分化相關的甲基化差異基因定位到中華鱉不同的染色體上，m6A甲基化差異驗證發現ODF2、PACS2、AK1和UBE2O等基因的m6A甲基化水平發生了顯著變化，參與調控了中華鱉的性逆轉過程(Zhou et al., Frontiers in cell and developmental biology, 2022)。

圖1 RNA甲基化在中華鱉性逆轉過程中的作用機制研究

團隊在對雌性、雄性和偽雌三種不同類型中華鱉性腺轉錄組分析發現SOX家族基因在性逆轉過程中發揮著重要作用。在發生差異的SOX家族基因中，包含3個雄性特異基因（SOX9，SOX12，SOX30）和3個雌性特異基因（SOX3，SOX11，SOX17）。其中雄性個體性腺中的SOX3在雌二醇處理后顯著上調，SOX8和SOX9顯著下調，顯示SOX家族基因與中華鱉的性逆轉過程密切相關 (Wang et al., Biology, 2022)。

圖2 轉錄組學分析中華鱉性逆轉過程中的變化

團隊通過對比不同類型中華鱉性腺組織中的small RNA的分布，發現性逆轉偽雌性個體中miRNA的數量明顯增多。預測得到12個與卵巢發育相關的miRNA，其中miR-25a-5p、miR-202-5p和miR-96-5p等miRNA與早期性腺分化、卵巢發育等重要的生物學過程存在直接或間接的靶向關系 (Zhou et al., Genes, 2021)。

圖3 Small RNA在中華鱉性逆轉過程中的重要作用

中華鱉是我國重要的水生經濟動物，2020年鱉類產量達到32.5萬噸，產值高達200億元以上，市場需求旺盛。與龜類不同，中華鱉的性別決定類型屬于遺傳性別決定型ZW/ZZ，具有典型的雌雄異速生長二態性，雄性個體生長速度更快，經濟價值更高。因此，深入研究中華鱉的性逆轉過程，對于開展全雄中華鱉育種具有重要意義，也有助于中華鱉養殖業高質量的發展。

相關研究成果分別在《Frontiers in cell and developmental biology》（JCR1區，IF 6.684）、《Biology》（JCR1區，IF 5.079）、《Genes》等雜志上發表。

上述研究工作得到了中國水產科學研究院基本科研業務費（2020TD33）、國家淡水水產種質資源庫（FGRC18537）等項目的資助。團隊成員周同、王昱斌分別為第一作者，鄒桂偉研究員和梁宏偉研究員為通訊作者。

相關文章鏈接分別為：

1.https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fcell.2022.876045/full

2.https://www.mdpi.com/2073-4425/12/11/1696

3.https://www.mdpi.com/2079-7737/11/1/83