社会因素对半滑舌鳎性别影响及调控机制研究

Study on sex determination and differentiation is one of the most attractive issues in the life sciences research area. In many cases, Fish sex is not only influenced by genetic factors, but also by the social environment. Half-smooth tongue sole (Cynoglossus semilaevis) is a commercially important flatfish in fisheries and aquaculture, however, there is significant phenotypic difference between male and female, the male ratio is greater than 70%, and the male is produced by two different ways (primary male and pseudo male). Therefore, for its particularity of population sex formation, it has important biological significance for studying the fish sex determination mechanism using half-smooth tongue sole as a fish model. This project intends to explore regulation mechanism of social factors in half-smooth tongue sole sex determination. We will choose the social factors such as population density and sex ratio, etc. to regulate half-smooth tongue sole family and then investigate the social factors and rules regulating sexual composition of half-smooth tongue sole by reproductive biology, sex ratio of the family, cytological and histological characteristics of the primary and pseudo male, fertilization biology and offspring sex genetic characteristics. Secondly, we explore informative pathways and regulatory mechanism of sex determination that social factors affect the sex of half-smooth tongue sole. In the end, we establish and perfect the sex control technology of half-smooth tongue sole, and improve the fish sex control theory and technology.

性别决定和分化是生命科学中最具吸引力的研究领域之一，鱼类性别不仅受遗传因素影响，而且受社会环境因素影响。半滑舌鳎是我国海洋捕捞和养殖的名贵鱼种，但其种群性别形成具有特殊性，雌雄个体差异大、雄性比例＞70%，而且雄鱼产生具有两种分化途径（原发性雄鱼和伪雄鱼），因此以半滑舌鳎为研究对象，探索其性别形成机制具有重要生物学意义。本项目拟从性别的社会调控角度出发，利用种群密度、性别比例等社会因素对半滑舌鳎家系进行调控，通过群体繁殖生物学、家系性别比例变化、原发性雄鱼和伪雄鱼产生的细胞学和组织学特点、两种雄鱼受精生物学及后代性别遗传特征等方面研究，探索影响半滑舌鳎性别形成的社会因素和调控规律。通过家系鱼苗体内类固醇激素分泌水平和激素受体基因的表达分析等研究，探索社会因素对半滑舌鳎性别影响的信息渠道和调控机制，建立和完善半滑舌鳎性别调控技术，提高我国在鱼类性别控制研究领域的理论和技术水平。

半滑舌鳎是我国海水工厂化养殖的主要品种之一，由于雌雄性生长差异大，雄性苗种比例高，因此对其进行性别决定机制及性别调控技术等方面的研究颇受大家关注。本项目主要研究目的是从环境和社会因素入手，来探讨外界环境对半舌滑鳎性别的影响。综述国内外的研究进展，发现能影响鱼类性别的社会环境因素主要包括：外源激素、温度、种群密度、pH、含氧量、饲养水平、环境内分泌干扰物等因素，且这些因素从不同的途径对鱼类的性别产生着不同的影响。目前研究较多的是温度和外源激素对鱼类性别的影响。（1）本项目首先研究了温度对半滑舌鳎鱼苗生长的影响，发现23℃和25℃下半滑舌鳎体重特定生长率分别为4.42和4.6，明显高于其它温度处理组（p<0.05）。温度与半滑舌鳎体长、体重显著正相关（p<0.01），Pearson系数分别为0.271和0.260。体长、体重与温度的关系式分别为L=1.6376T0.3782（R2=0.082），W=0.0285T1.0781(R2=0.075)。（2）研究了温度对半滑舌鳎鱼苗性类固醇激素水平的影响，在自然水温养殖条件下（22-23℃），睾酮（T）和雌二醇(E2) 含量在受精后46dpf时显著上升到峰值。在19-27℃范围内，32－46dpf各个温度组鱼苗T和E2含量显著上升，46dpf达到峰值，但19℃和21℃温度组显著高于其它组（p<0.05）。98dpf性类固醇激素表达量显著下降，各温度组E2水平无显著差异（p>0.05），但19℃和27℃时T水平高于其它温度组。（3）通过以上研究发现，半滑舌鳎鱼苗在受精后46dpf、体长4.99±0.75cm时性腺开始分化，19℃和27℃有可能促使鱼苗雄性化。从而认为半滑舌鳎鱼苗性别转化的敏感时间为受精后46 dpf左右，高温和低温养殖可促使鱼苗雄性化。.在本课题资助下撰写和发表相关论文6篇，其中英文论文1篇，已发表论文3篇，培养研究生2名，完成了本课题的计划内容和指标。