半滑舌鳎性别特异基因筛选与性别决定机制的研究

鱼类性别特异/决定基因的筛选始终是国际上急待攻克的重要科学问题。半滑舌鳎是我国特有的名贵海水鱼类，不过，该鱼雌雄生长差异巨大，限制了养殖产业的发展。同时，半滑舌鳎的性别决定类型为ZW型，雌性具有异形性染色体和性别特异标记。因此，半滑舌鳎是筛选鱼类性别特异/决定基因和研究性别决定机制的理想模型。本项目将在已构建的半滑舌鳎BAC文库的基础上，采用性别特异探针筛选BAC文库，对阳性克隆进行序列分析，筛选、克隆性别特异/决定候选基因；随后，采用定量PCR、RNA干扰和基因转移等技术研究性别特异候选基因的功能；分析雌雄个体不同生长阶段和不同组织中性别特异或相关基因的表达规律，揭示半滑舌鳎性别决定的分子机制，探讨雌雄生长差异的遗传基础。本项目不仅对于鱼类性别决定分子机制的研究具有重要科学意义，而且对于半滑舌鳎性别控制技术的建立以及全雌苗种的培育具有重大应用价值和广阔的推广应用前景。

半滑舌鳎是我国特有的名贵海水鱼类，由于其雌雄生长差异巨大、具有异性性染色体和性别特异标记、性别决定类型为ZW型，所以成为筛选鱼类性别特异/决定基因和研究性别决定机制的理想模型之一。本研究在半滑舌鳎基因组测序基础上，筛选鉴定了多个半滑舌鳎性别特异基因。首先通过雌鱼和雄鱼全基因组测序获得了27个半滑舌鳎雌性特异候选基因，利用半滑舌鳎BAC文库筛选鉴定了这些雌性特异基因的阳性克隆，并利用FISH杂交鉴定了雌性特异基因的染色体特异性。重点对2个半滑舌鳎雌性特异基因CSW1、CSW2进行了时空表达模式和重组蛋白的活性研究，结果表明这两个基因是雌性特异表达基因，注射重组蛋白后能明显提升雌性标记基因的表达水平，降低雄性标记基因的表达水平。进一步以模式鱼青鳉为材料，采用TALEN方法研究了CSW1同源基因突变后的表型变化情况。此外还对半滑舌鳎发育和性别相关基因UBC9和雄性特异基因Dmrt1进行了表达模式、重组表达和转基因研究。最后通过对半滑舌鳎GH基因的研究揭示半滑舌鳎雌雄鱼垂体GH表达水平的差异是导致其雌、雄生长差异巨大的原因之一。本项目研究结果不仅对于鱼类性别决定分子机制的阐明具有重要科学意义，而且对于半滑舌鳎全雌苗种的培育具有重要应用价值。本项目发表文章12篇，其中SCI文章7篇，包括在Nature Genetics（IF：35.209）和Genome Research（14.397）等国际顶级刊物文章各1篇。获得授权专利1项。