中國水產(chǎn)科學研究院鰱鱔遺傳育種創(chuàng)新團隊通過對全基因組水平染色質可及性與DNA甲基化圖譜分析，發(fā)現(xiàn)在黃鱔性腺發(fā)育的關鍵階段，DNA甲基化作為關鍵的表觀修飾手段調控黃鱔性腺發(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，長江水產(chǎn)研究所為該論文第一單位。

 

　　黃鱔（Monopterus albus）是我國重要的淡水經(jīng)濟養(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?，開展黃鱔性別分化機制的研究不僅具有重要科學價值和理論意義，而且對探索開發(fā)性逆轉表觀遺傳分子標記，篩選鑒定天然未反轉黃鱔，建立延遲黃鱔性逆轉的方法，解析黃鱔性逆轉遺傳機制，創(chuàng)制高產(chǎn)優(yōu)良種質具有重要的應用價值。

 

　　團隊利用高通量測序技術對黃鱔性腺分化關鍵期（雌，間，雄）進行染色質可及性及全基因組甲基化測序，聯(lián)合各組學數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)性腺發(fā)育過程中甲基化呈現(xiàn)動態(tài)變化，與基因表達關系緊密，并呈現(xiàn)負相關性；在對差異基因進行表達模式分析時，發(fā)現(xiàn)903個基因的表達模式符合性逆轉基因的表達特征，對這些基因啟動子區(qū)進行甲基化分析，發(fā)現(xiàn)這些基因的啟動子甲基化與基因表達呈負相關性；然而染色質可及性與性腺發(fā)育及基因表達關系并非緊密。因此推測DNA甲基化在黃鱔性腺發(fā)育過程關鍵期發(fā)揮重要調控作用。結合多組學分析，發(fā)現(xiàn)在903個基因中，甲基化發(fā)揮主導作用的有63個，對其中11個進行染色質可及性及DNA甲基化分析，發(fā)現(xiàn)繁殖相關基因plastin-2在表達與甲基化關系最為密切。通過BSP測序技術，分析plastin-2基因啟動子在黃鱔發(fā)育關鍵期（雌，間，雄）性腺，性反轉性腺以及去甲基化的性腺細胞中的甲基化模式變化，發(fā)現(xiàn)plastin-2基因啟動子的甲基化調控基因表達。此外，通過雙熒光素酶實驗，發(fā)現(xiàn)性別相關轉錄因子Dmrt1與Foxl2能通過結合plastin-2基因啟動子區(qū)調控plastin-2基因表達。

 

　　該研究得到中國水產(chǎn)科學研究院鰱鱔遺傳育種創(chuàng)新團隊、中國水產(chǎn)科學研究院基本科研業(yè)務費等項目資助。研究論文全文下載地址為：https://doi.org/10.1186/s13293-022-00484-6。