尼羅羅非魚雌魚為何能變成偽雄魚？ 山東農(nóng)大教授破解“溫度誘導(dǎo)魚類性逆轉(zhuǎn)之謎”

　　泰安日報社·最泰安訊（記者 楊麗寧 通訊員 王靜 審核 王婷婷）11月22日，自然指數(shù)期刊《當(dāng)代生物學(xué)》（CurrentBiology）在線發(fā)表山東農(nóng)業(yè)大學(xué)季相山教授團(tuán)隊的科研成果。

　　經(jīng)過6年的科研攻關(guān)，季相山教授團(tuán)隊找到了溫度調(diào)控尼羅羅非魚性別分化的“開關(guān)”，揭示了Kdm6bb可變剪接介導(dǎo)調(diào)控高溫誘導(dǎo)尼羅羅非魚雌魚性逆轉(zhuǎn)的分子機(jī)制，在此研究基礎(chǔ)上，其團(tuán)隊還申報了“一種培育高雄性尼羅羅非魚的方法”的國家發(fā)明專利。

　　

　　據(jù)了解，眾多魚類雌雄性生長速度差異巨大，建立生態(tài)環(huán)保的單性苗種培育方法一直是水產(chǎn)領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究方向。尼羅羅非魚性別主要由遺傳因素決定，但高溫能誘導(dǎo)XX型尼羅羅非魚雌魚性逆轉(zhuǎn)為生理型雄魚（偽雄魚），即其性別決定受遺傳和溫度的雙重影響。科研人員利用該特性可以建立基于溫度誘導(dǎo)的高雄性尼羅羅非魚苗種培育方法，但關(guān)于溫度誘導(dǎo)魚類性逆轉(zhuǎn)的分子機(jī)制一直不清楚，這限制了其應(yīng)用。此外，全球氣候變暖是當(dāng)今世界面臨的一個重大環(huán)境問題，溫度能影響部分魚類的性別分化，進(jìn)而可能會影響自然水域中某些魚類的種群性比，因此其重要性日益凸顯。

　　

　　季相山教授團(tuán)隊科研人員在研究中發(fā)現(xiàn)，尼羅羅非魚組蛋白去甲基化酶Kdm6bb基因由于第5內(nèi)含子的部分保留而發(fā)生可變剪接，產(chǎn)生兩種轉(zhuǎn)錄本：tv1（不含第5內(nèi)含子）和tv2（含有第5內(nèi)含子）。Kdm6bb第5內(nèi)含子的可變剪接在仔魚期具有性別和組織偏向性，在性腺中的剪切率顯著高于其他組織，在精巢中的剪切率顯著高于卵巢，但性成熟后精巢和卵巢中的剪切率幾乎完全相同，暗示了Kdm6bb的可變剪接在尼羅羅非魚性別決定和分化中具有重要作用。

　　

　　季相山教授介紹，他們進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，高溫能快速地提高XX雌魚中Kdm6bb第5內(nèi)含子的剪切率，并導(dǎo)致tv1表達(dá)顯著上調(diào)，達(dá)到XY雄魚的水平；在檢測的范圍內(nèi)溫度與第5內(nèi)含子的剪切率呈顯著的正相關(guān)；在檢測的各種處理中，僅溫度能提高第5內(nèi)含子的剪切率，其他處理對第5內(nèi)含子的剪切率沒有影響。因此科研人員推測，Kdm6bb可能是高溫誘導(dǎo)尼羅羅非魚雌魚性逆轉(zhuǎn)中感受溫度的關(guān)鍵信號分子。

　　經(jīng)過進(jìn)一步的相關(guān)分析，科研人員發(fā)現(xiàn)，tv1能通過特異性去除這2個基因啟動子區(qū)的組蛋白甲基化而上調(diào)其表達(dá)，從而成功地開啟了雄性通路，誘導(dǎo)了XX遺傳型雌魚性逆轉(zhuǎn)為偽雄魚。揭示Kdm6bb可變剪接介導(dǎo)調(diào)控高溫誘導(dǎo)尼羅羅非魚雌魚性逆轉(zhuǎn)的分子機(jī)制后，研究該機(jī)制在不同魚類中的進(jìn)化保守性將是未來的研究重點(diǎn)，也能為推廣應(yīng)用基于溫度誘導(dǎo)的單性苗種培育方法提供技術(shù)支撐。