長江所在中華鱉性逆轉(zhuǎn)機制解析方面取得重要進展

近日，中國水產(chǎn)科學研究院長江水產(chǎn)研究所水產(chǎn)動物種質(zhì)資源與遺傳育種團隊在中華鱉性逆轉(zhuǎn)機制解析方面取得重要進展。團隊圍繞中華鱉性逆轉(zhuǎn)過程，通過Direct RNA全長轉(zhuǎn)錄組和二代轉(zhuǎn)錄組進行分析，揭示了RNA甲基化、small RNA等在性逆轉(zhuǎn)過程中發(fā)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(zhuǎn)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(zhuǎn)過程研究中發(fā)現(xiàn)，表觀遺傳發(fā)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(diào)節(jié)基因表達以及與轉(zhuǎn)錄本的編輯、穩(wěn)定性和降解相關(guān)的過程中起著重要作用。Direct RNA全長轉(zhuǎn)錄組發(fā)現(xiàn)可變剪切數(shù)目和RNA甲基化(m5C和m6A)狀態(tài)在性逆轉(zhuǎn)過程中發(fā)生了顯著變化。相對于雄性個體，偽雌性個體可變剪切數(shù)目增多，RNA甲基化位點數(shù)目在CDS區(qū)域減少，3‘UTR區(qū)域增多；與雌性個體相比，偽雄性個體可變剪切數(shù)目減少，RNA甲基化位點數(shù)目在CDS區(qū)域增多，3‘UTR區(qū)域減少。與性別分化相關(guān)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(fā)現(xiàn)，ODF2、PACS2、AK1和UBE2O等基因的m6A甲基化水平發(fā)生了顯著變化，參與調(diào)控了中華鱉的性逆轉(zhuǎn)過程。

團隊在對雌性、雄性和偽雌3種不同類型中華鱉性腺轉(zhuǎn)錄組分析中發(fā)現(xiàn)，SOX基因家族在性逆轉(zhuǎn)過程中發(fā)揮著重要作用。在發(fā)生差異的SOX基因家族中，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(diào)，SOX8和SOX9顯著下調(diào)，顯示SOX基因家族與中華鱉的性逆轉(zhuǎn)過程密切相關(guān)。

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(fā)現(xiàn)性逆轉(zhuǎn)偽雌性個體中miRNA的數(shù)量明顯增多。預測得到12個與卵巢發(fā)育相關(guān)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(fā)育等重要的生物學過程存在直接或間接的靶向關(guān)系。中華鱉是我國重要的水生經(jīng)濟動物，2020年鱉類產(chǎn)量達到32.5萬噸，產(chǎn)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(tài)性，雄性個體生長速度更快，經(jīng)濟價值更高。因此，深入研究中華鱉的性逆轉(zhuǎn)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(yǎng)殖業(yè)高質(zhì)量的發(fā)展。

相關(guān)研究成果分別在Frontiersincellanddevelopmentalbiology、Biology、Genes等雜志上發(fā)表。