农业生物技术学报

作者：黄苏静, 吴玉霞, 夏威威, 张啸天, 赵建, 李凯彬, 罗青, 刘海洋, 费树站, 陈昆慈, 欧密

单位：1 中国水产科学研究院 珠江水产研究所/农业农村部热带亚热带水产种质资源利用与养殖重点实验室,广州 510380;2 上海海洋大学 水产与生命学院,上海 201306

关键词：乌鳢,转录组,差异表达基因(DEG),性别分化,性腺发育,

基金：财政部和农业农村部：国家现代农业产业技术体系(CARS-46); 广东省基础与应用基础研究基金(2021A1515012075; 2021A1515010875); 广州市科技计划项目(202201010120; 202102021070); 中国水产科学研究院基本科研业务费专项(2023XT0202; 2023TD37); 广东省淡水水产种质资源库运行项目(2022-SBH-00-001)

乌鳢(Channa argus)是我国重要的淡水经济鱼类,具有显著的性别二态性。为了研究乌鳢性别分化和性腺发育的分子机制,挖掘精、卵巢差异表达的功能基因和信号通路,本研究采用Illumina HiSeq 2000测序平台对6月龄乌鳢XX雌鱼(XX-F)、XY雄鱼(XY-M)和YY超雄鱼(YY-M)的性腺组织进行了转录组测序(RNA-seq)分析。性腺组织两两样品的表达量相关性分析显示,XY-M精巢和YY-M精巢具有相似的表达模式,与XX-F卵巢表达模式相差甚远,与性腺的组织学结果一致。三种性腺组织的基因差异表达分析显示,XY-M vs XX-F中有12 317个差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs),其中5 427个上调、6 890个下调;XY-M vs YY-M中有212个DEGs,其中59个上调、153个下调;YY-M vs XX-F中有11 282个DEGs,其中5 038个上调、6 244个下调。利用qRT-PCR对性别分化和性腺发育相关的DEGs进行验证,发现抗缪勒管激素2型受体(anti-müllerian hormone receptor type 2, Amhr2)、抗缪勒管激素(anti-müllerian hormone, Amh)、double sex和mab3相关转录因子1 (double sex and mab3-related transcription factor1, Dmrt1)、性腺体细胞衍生因子(gonadal somatic cell-derived factor, Gsdf)等10个基因在XY-M和YY-M精巢中高表达,骨形态发生蛋白15 (bone morphogenetic protein 15, Bmp15)、性腺型芳香化酶基因Cyp19a1a (cytochrome P450 family 19 subfamily A member 1a)、叉头框转录因子2 (forkhead transcription factor gene 2, Foxl2)等9个基因在XX-F卵巢中高表达。qRT-PCR验证结果与转录组分析结果一致,说明Amhr2、Amh、Dmrt1和Gsdf等基因与乌鳢精巢发育调控相关,Bmp15、Cyp19a1a和Foxl2等基因与乌鳢卵巢发育调控相关。另外,对DEGs进行KEGG代谢通路富集分析,发现较多的DEGs富集在性别分化和代谢相关通路,如丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)、无翅型MMTV整合位点家族成员(wingless-type MMTV integration site family, Wnt)以及转化生长因子-β (transforming growth factor-β, TGF-β)信号通路等。本研究筛选出了大量乌鳢性别分化和性腺发育相关的候选基因和信号通路,为后续深入研究乌鳢的性别分化和性腺发育的分子机制及性别相关基因的功能提供了基础资料。

来源：2024年第2期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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