中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院鰱鱔遺傳育種創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)通過對(duì)全基因組水平染色質(zhì)可及性與DNA甲基化圖譜分析，發(fā)現(xiàn)在黃鱔性腺發(fā)育的關(guān)鍵階段，DNA甲基化作為關(guān)鍵的表觀修飾手段調(diào)控黃鱔性腺發(fā)育。近日，研究成果以《Integrated chromatin accessibility and DNA methylation analysis to reveal the critical epigenetic modification and regulatory mechanism in gonadal differentiation of the sequentially hermaphroditic fish, Monopterus albus》為題，在國(guó)際性別研究知名期刊《Biology of Sex Differences》（Q1,IF=8.81）發(fā)表。論文第一作者為胡喬木副研究員，李忠研究員為論文的通訊作者，長(zhǎng)江水產(chǎn)研究所為該論文第一單位。

 

　　黃鱔（Monopterus albus）是我國(guó)重要的淡水經(jīng)濟(jì)養(yǎng)殖魚類，年產(chǎn)值近300億元；為典型的雌雄同體魚類，具有先雌后雄的性腺分化特征，因此是研究性別分化表觀遺傳學(xué)的理想模型。此外，黃鱔雌性階段體型較小，懷卵量低，制約了黃鱔苗種產(chǎn)量等產(chǎn)業(yè)重大問題?；谝陨显颍_展黃鱔性別分化機(jī)制的研究不僅具有重要科學(xué)價(jià)值和理論意義，而且對(duì)探索開發(fā)性逆轉(zhuǎn)表觀遺傳分子標(biāo)記，篩選鑒定天然未反轉(zhuǎn)黃鱔，建立延遲黃鱔性逆轉(zhuǎn)的方法，解析黃鱔性逆轉(zhuǎn)遺傳機(jī)制，創(chuàng)制高產(chǎn)優(yōu)良種質(zhì)具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

 

　　團(tuán)隊(duì)利用高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)黃鱔性腺分化關(guān)鍵期（雌，間，雄）進(jìn)行染色質(zhì)可及性及全基因組甲基化測(cè)序，聯(lián)合各組學(xué)數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)性腺發(fā)育過程中甲基化呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化，與基因表達(dá)關(guān)系緊密，并呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)性；在對(duì)差異基因進(jìn)行表達(dá)模式分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)903個(gè)基因的表達(dá)模式符合性逆轉(zhuǎn)基因的表達(dá)特征，對(duì)這些基因啟動(dòng)子區(qū)進(jìn)行甲基化分析，發(fā)現(xiàn)這些基因的啟動(dòng)子甲基化與基因表達(dá)呈負(fù)相關(guān)性；然而染色質(zhì)可及性與性腺發(fā)育及基因表達(dá)關(guān)系并非緊密。因此推測(cè)DNA甲基化在黃鱔性腺發(fā)育過程關(guān)鍵期發(fā)揮重要調(diào)控作用。結(jié)合多組學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)在903個(gè)基因中，甲基化發(fā)揮主導(dǎo)作用的有63個(gè)，對(duì)其中11個(gè)進(jìn)行染色質(zhì)可及性及DNA甲基化分析，發(fā)現(xiàn)繁殖相關(guān)基因plastin-2在表達(dá)與甲基化關(guān)系最為密切。通過BSP測(cè)序技術(shù)，分析plastin-2基因啟動(dòng)子在黃鱔發(fā)育關(guān)鍵期（雌，間，雄）性腺，性反轉(zhuǎn)性腺以及去甲基化的性腺細(xì)胞中的甲基化模式變化，發(fā)現(xiàn)plastin-2基因啟動(dòng)子的甲基化調(diào)控基因表達(dá)。此外，通過雙熒光素酶實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)性別相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子Dmrt1與Foxl2能通過結(jié)合plastin-2基因啟動(dòng)子區(qū)調(diào)控plastin-2基因表達(dá)。

 

　　該研究得到中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院鰱鱔遺傳育種創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)等項(xiàng)目資助。研究論文全文下載地址為：https://doi.org/10.1186/s13293-022-00484-6。