我國在魚類性別調控機制研究方面取得重大突破

　　中國水產科學研究院黃海水產研究所聯合深圳華大基因研究院、德國維爾茨堡大學、法國農業科學研究院和新加坡國立大學等單位組建的國際合作研究團隊，在半滑舌鰨性染色體起源和性別決定機制研究方面取得突破性進展。近日，國際生物學領域頂級期刊Nature Genetics(《自然.遺傳》)在線發表了相關研究成果(DOI 10.1038/ng.2890)。該項研究工作得到了國家科技計劃支持，獲得國家“863”計劃課題(2012AA10A403-2、 2012AA092203)資助。

　　脊椎動物性染色體的起源和進化一直是生物學界的研究熱點，半滑舌鰨的性別決定類型為ZW/ZZ 型，雌性具有巨大的異形性染色體(W染色體)。且雌性比雄性大2-4倍，是目前發現的雌雄生長差異最大的魚類之一。半滑舌鰨性染色體分化程度大，雌雄表型差異顯著，使之成為研究脊椎動物性染色體進化和表型分化的理想模型。

　　該研究團隊對半滑舌鰨雌雄魚進行了高深度全基因組測序、組裝和分析，并結合高密度遺傳連鎖圖譜(SSR和SNP)，構建了Z染色體精細圖譜和W染色體序列圖譜。發現由于半滑舌鰨性染色體高度分化，W染色體積聚了大量轉座元件和假基因(含量分別為29.94%，19.74%)，Z染色體為13.13%和 3.54%，而常染色體僅為4.33%和2.48%。通過與人類、雞以及河豚、青鳉和斑馬魚基因組進行系統比對，推演出脊椎動物祖先染色體，發現半滑舌鰨的性染色體并不和已知性染色體的魚類共祖先，而是和雞的ZW染色體共起源。特別是發現半滑舌鰨和雞性染色體的趨同進化現象。發現半滑舌鰨dmrt1基因是 Z染色體連鎖、雄性特異表達、精巢發育必不可少的關鍵基因，表現出性別決定基因的特性。

　　在性反轉調控機制方面，篩選獲得半滑舌鰨性別特異微衛星標記，創建了雄魚、雌魚和超雌魚遺傳性別的分子鑒定技術，準確率達100%，攻克了難以鑒定ZW雌魚和WW超雌魚的技術難關;發現偽雄魚后代中90%以上的ZW個體性轉變為偽雄魚，揭示了半滑舌鰨養殖苗種中生理雄魚比例明顯偏高的遺傳學原理;通過全基因組甲基化測序分析發現偽雄魚后代中的偽雄魚保留了父本偽雄魚的甲基化模式，揭示了偽雄魚Z染色體上的性別調控基因甲基化的遺傳性，為半滑舌鰨性別控制和高雌性苗種研制提供了理論依據。

　　該成果對從基因組水平揭示鰈形目魚類性別決定、生長、生殖發育、免疫抗病、變態、生態適應等重要性狀的分子機制具有重要科學意義和應用價值，對其他脊椎動物性染色體進化和性別決定機制研究具有指導和借鑒作用，同時也為半滑舌鰨性別控制、全基因組選擇育種及高雌性苗種選育技術的建立提供重要的基因資源和技術手段。

　　論文是迄今為止我國漁業領域發表的第一篇Nature Genetics研究論文，標志著我國在魚類性別決定機制研究領域達到了世界先進水平。