魚類性別決定機制是脊椎動物中最複雜的。對自然界的魚類來說，有時候會發生“安能辨我是雄雌”的情況，而“雌雄難辨”對該種魚類的親魚培育和良種選育造成極大不便。闡明魚類性別決定和性染色體分化機制等理論問題，一直以來都是水産養殖産業的傳統研究熱點之一。
11月17日，華南農業大學海洋學院李遠友教授課題組在硬骨魚類的性別決定和性染色體分化方面取得重要發現，其最新研究成果“A single intronic single nucleotide polymorphism in splicing site of steroidogenic enzyme hsd17b1 is associated with phenotypic sex in oyster pompano, Trachinotusanak”在線發表在權威生物學綜合性期刊Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences（即Proceedings B，該期刊爲英國皇家學會所創系列學術期刊中的旗艦刊物，是全世界運營時間最久的生物學TOP期刊，也是全球82個自然指數期刊之一），研究爲硬骨魚類主效性別決定（MSD）基因的進化和性染色體分化模式提供了新的獨特見解。華南農業大學在站博士後範斌與海洋學院青年教師謝帝芝爲論文的共同第一作者，李遠友教授和新加坡淡馬錫生命科學實驗室王樂爲共同通訊作者。
記者向範斌了解到，該研究選用的物種是阿納鲳鲹（Trachinotusanak），阿納鲳鲹屬于鯵科，是一種在亞太國家具有巨大商業價值的硬骨海水魚類，年養殖産量已達20余萬噸。近年相關研究表明，中國幾乎所有的商業養殖阿納鲳鲹T.anak都被誤認爲是分布在東大西洋的卵形鲳鲹T.ovatus，或者是西太平洋分布的與其親緣關系相近的姊妹種布氏鲳鲹T.blochii。範斌表示：“阿納鲳鲹的雌雄形態相似，肉眼無法明顯鑒別。”
“就比如生物學上的男性女性是性染色體的差異，女性是XX，男性是XY；而魚類的性別決定機制則複雜得多，一些物種還會有性逆轉的現象。”其中，硬骨魚性染色體的頻繁轉換和更替，表現出不同的主效性別決定（MSD）基因和性別決定機制(SD)。定位魚類MSD，並了解其作用機制，不僅具有進化生物學意義，而且對魚類分子選擇性育種也具有重要實踐價值。
而這次研究結果提供了一個不尋常的硬骨魚類MSD基因：一個位點參與控制類固醇激素的合成。課題組通過全基因組重測序和轉錄組分析，發現在阿納鲳鲹24號染色體上的一個單核苷酸多態性（SNP）位點與性別表型嚴格相關，該SNP位于類固醇合成酶（hsd17b1）基因的第一個外顯子/內含子邊界的剪接位點，雌性是雜合子性別(ZW SD系統)。Z-連鎖SNP導致所有剪接異構體的故障，而W-連鎖亞型被預測具有在脊椎動物中保守的開放閱讀框(ORF)，該SNP影響Z-連鎖hsd17b1的剪接，導致雌性的發育。“這表明hsd17b1是一個雌性決定基因，即該SNP導致阿納鲳鲹雄性個體該基因的表達産物亞型發生功能障礙，而在雌性體內該基因的表達産物亞型則具有正常生理功能從而産生有功能性的雌性激素。”
全基因組重測序分析與阿納鲳鲹性別表型相關的SNP位點
阿納鲳鲹轉錄組中hsd17b1的選擇性剪接鑒定
據悉，在過去的近二十年裏，MSD基因在至少十幾種硬骨魚中被發現，但通過單一核苷酸位點進行性別決定的例子鮮有報道，該研究成果將爲硬骨魚類的性別決定和性染色體分化方面提供新的思路。“該成果的發現在提高阿納鲳鲹良種繁育效益和指導該魚分子選擇育種方面具有十分重要的産業應用價值。”
據悉，該論文工作得到國家現代農業産業技術體系(CARS-47)和廣東省省級現代農業産業園(Grant no. GDSCYY2020-011)等項目的資助。陽江市深海網箱養殖産業園是2020年獲得省批准建設的省級産業園，是一個典型的離岸型開放式深海網箱養殖産業園，具有“深藍漁業”示範意義。項目實施期間，華南農業大學海洋學院與産業園牽頭單位陽江海納水産有限公司成立“華南農業大學-陽江海納水産有限公司博士後創新實踐基地”並引進入站博士後1名，隨後圍繞産業園發展需求開展相關課題研究，本次成果即博士後創新實踐基地李遠友教授課題組的最新研究成果。
來源：海洋與漁業
記者：羅茵