近日，珠江水產研究所觀賞魚種質資源和繁育創新團隊在銀龍魚性別調控分子機制研究方面取得重要進展。相關研究成果“Reference genome provide insights into sex determination of silver aworana (Osteoglossum bicirrhosum)”發表在國際經典生物學期刊《BMC Biology》（BIOLOGY: 15/109），劉奕副研究員、深圳大學的卞超副教授和中山大學的馬嘉欣副教授為共同第一作者，牟希東研究員和深圳大學的石瓊教授為共同通訊；“Identification of two effective sex-specific DNA markers in silver arowana (Osteoglossum bicirrhosum)” 發表在《Aquaculture》（MARINE & FRESHWATER BIOLOGY: 9/119），劉奕副研究員為第一作者，牟希東研究員為通訊作者。上述研究得到了中國水產科學研究院中央級公益性科研院所基本科研業務費專項（2022SJ-XT2和2019ZD0503）、中國—東盟海上合作基金（CAMC-2018F）和國家淡水水產種質資源庫（FGRC18537）等項目的資助。
銀龍魚，學名為雙須骨舌魚（Osteoglossum bicirrhosum），因其獨特的體態和色彩成為備受歡迎的淡水觀賞魚，但其性別在外觀上難以區分，且其性別調控分子機制尚未明確。為揭示其分子機制，組裝了銀龍魚雌性和雄性兩個高質量的染色體水平參考基因組，并結合109個個體的重測序數據，發現銀龍魚28號染色體28.0至28.4 Mb區間內存在一個4 kb長的片段在雌雄之間表現出極顯著的遺傳差異（p = 10?4）。進一步地，在該片段上篩選到了9個性別特異性SNPs（p ＜ 10-15），以及一個長度為511 bp的雌性特異性片段。該特異性片段位于基因組非編碼區，與之距離最近的編碼基因是位于其下游26 kb處的foxl2。我們觀察到雌性在這9個性別特異性SNPs表現為雜合，而雄性則表現出純合性，這表明銀龍魚性別決定方式為ZZ/ZW型。因此，銀龍魚的28號染色體即為ZW染色體。
對2個性別特異性SNP位點進行引物設計，經過135個個體的PCR產物測序驗證后，證明其在銀龍魚遺傳性別鑒定中的準確率為100%。利用該標記完成銀龍魚親魚性別鑒定。選出了八對親魚進行一對一的繁殖，每對親魚都在一個繁殖周期內成功產下了后代，實現了銀龍魚的一對一批次繁殖。
為探究雌性特異性片段的功能，利用三維基因組技術（Hi-C）對銀龍魚卵巢和精巢組織進行了空間構象分析。結果表明，在卵巢中，該雌性特異性片段與foxl2之間存在顯著的相互作用，同時與pik3cb及其上游基因copb2也有顯著互作。然而，僅foxl2與雌性特異性片段的互作在卵巢和精巢中呈現極顯著的差異（p = 4.21e?04），pik3cb和copb2與該片段的互作在卵巢和精巢中無顯著差異。上述結果揭示，在銀龍魚W染色體上，盡管雌性特異性片段與foxl2之間存在26 kb的線性間隔，但二者表現出顯著的相互作用，推測其空間物理距離較近，從而調控foxl2在卵巢中的高表達。綜上，雌性特異性片段可通過三維基因組的空間構象變化，促進foxl2的表達，從而調控卵巢的分化和發育。此外，性腺轉錄組測序和基因敲降實驗結果表明，銀龍魚性腺發育過程中，sox9、dmrt1、esr1和sox8a等性別相關基因的表達模式與foxl2存在一定的相關性。據此，預測出了一個以foxl2為中心的銀龍魚性別調控基因網絡。該研究成果不僅揭示了銀龍魚的性別調控分子機制，也為魚類性別決定機制的進化、性別分化以及性染色體的出現與發育的研究提供了理論基礎。
論文鏈接：https://doi.org/10.1186/s12915-025-02139-5；https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2024.741748
官方微信
