Sox9a 和 AMH 通过间接作用促进鲤鱼（Cyprinus carpio var. koi，即锦鲤）中的精原细胞分化及性腺发育

锦鲤性腺发育中amh与Sox9a的相互作用机制研究。通过RT-qPCR和RNAi技术发现amh与Sox9a在160天龄雄性性腺表达显著升高，RNAi干扰导致睾丸发育受阻及cyp19a、Foxl2等雌性相关基因表达改变。机制研究表明Sox9a通过激活AMHR信号通路间接调控amh，促进 Müllerian duct 退化及睾丸间质细胞增殖。该研究揭示amh和Sox9a作为关键调控因子，为水产养殖中提升雌性比例提供新靶点。

　　

王新蕾|刘文超|郑波|赵玉明|郭凤杰|李娟|王峰

青岛农业大学海洋科学与工程学院，中国山东省青岛市，266109

摘要

在硬骨鱼类中，性别分化由遗传因素和环境信号共同调控。从遗传学角度来看，Wnt4、Rspo1、Foxl2和cyp19a主导雌性分化，而dmrt1、Sox9、SF-1和amh则负责雄性分化。其中，amh（TGF-β超家族结构域）和Sox9a（HMG-box结构域）是斑马鱼和金鱼睾丸发育中关键的雄性特异性基因。值得注意的是，这些基因在锦鲤长期人工选择下的功能相互作用在分子层面尚未得到阐明。此外，由于独特的体型和生长优势，雌性锦鲤在水产养殖中的市场价值更高，提高雌性锦鲤的比例可以显著提升养殖户的经济效益。在本研究中，我们通过定量实时PCR（RT-qPCR）检测了锦鲤中amh和Sox9a基因的性腺表达模式，并利用靶向RNA干扰（RNAi）和酵母双杂交实验研究了它们的功能及相互作用。这两种基因在性腺中均表现出偏向雄性的表达模式，在孵化后160天的精原细胞分化阶段在睾丸中的表达水平更高。RNAi介导的amh或Sox9a敲低会抑制睾丸生长和精原细胞成熟，并改变与雌性相关的基因cyp19a和Foxl2的表达。机制上，Sox9a通过间接与amh相互作用，激活AMHR介导的信号通路，促进苗勒管退化和睾丸体细胞增殖；同时，RNAi介导的Sox9a抑制会延缓睾丸发育。本研究确定了amh和Sox9a作为锦鲤睾丸发育的关键调控因子，揭示了雄性性腺分化的机制，并指出amh是一个有潜力用于提高雌性比例和水产养殖经济效益的基因靶点。

部分内容摘录

引言

有性生殖依赖于性别决定和分化：后者促使未分化的性腺发育为卵巢或睾丸，前者则涉及影响这一过程的遗传/环境因素（Hayes, 1998）。与雄性相关的amh基因对性别分化至关重要（Matson和Zarkower, 2012），该基因在初级卵泡颗粒细胞中早期表达，并在所有硬骨鱼类中均保守存在（Li等人, 2013）。amh基因有三个拷贝：amh2（位于X染色体上）、amhy

实验动物

实验用锦鲤幼鱼（约150天大）来自中国山东省青岛的中金锦鲤养殖有限公司，鱼苗来自同一批次，并在青岛农业大学的小型循环水系统中进行适应训练，水温为20±1°C，光照周期为12小时光照、12小时黑暗。每天喂食三次商业锦鲤饲料，喂食量为体重的3-5%。饲养至160天后...

amh和Sox9a的克隆与系统发育分析

通过聚合酶链反应（PCR）扩增了amh的开放阅读框（ORF），长度为1707个碱基对，编码一个含有568个氨基酸的蛋白质，分子量为105千道尔顿；其预测的理论等电点为5.80，不稳定指数为47.70（表明潜在的结构不稳定性），脂肪指数为88.84，平均亲水值为-0.302（负值表示亲水性）。保守结构域分析显示...

amh基因在性别决定和性腺发育中的作用及其应用前景

尽管不同类群在性别决定和分化机制上存在差异（Zarkower, 2001），但下游通路基因是保守的（Marín和Baker, 1998）。amh基因含有一个羧基末端的TGF-β DNA结合结构域和类似抑制素的多肽，可调节体外颗粒细胞的分化（Dodson和Schomberg, 1987）。TGF-β家族调控下丘脑-垂体-性腺（HPG）轴（Josso和di Clemente, 1999）、性别决定和分化（He等人, 2022；Yan等人, ...）

结论

本研究成功克隆并鉴定了Cyprinus carpio var. koi（锦鲤）中amh（开放阅读框：1707 bp，含有保守的TGF-β结构域）和Sox9a（开放阅读框：1398 bp，含有保守的HMG结构域）基因的编码区（CDS）。这两种基因在硬骨鱼类中高度保守，在锦鲤性腺中表现出明显的雄性偏向性表达，在孵化后160天（性别分化的关键时期）其表达水平达到峰值...

未引用的参考文献

(Abdel-Tawwab等人, 2014; Bao等人, 2019; Dong等人, 2011; Hong等人, 2005; Huang等人, 2009; Huang等人, 2020; Huvenne和Smagghe, 2010; Josso等人, 1998; Kamaszewski等人, 2020; Kent等人, 1996; Kitano等人, 2024; Kashimada和Koopman, 2010 December; Luo等人, 2020; Morais等人, 2017; Okada等人, 2017; Otake和Kuroiwa, 2016; Ortega等人, 2015; Ramee等人, 2020; Sacchi等人, 2017; Sandra和Norma, 2010; Sun等人, 2013; von Schalburg等人, 2010; Wang等人, ...)

CRediT作者贡献声明

赵玉明：项目管理。郑波：实验研究。李娟：结果验证。郭凤杰：资源提供。王峰：撰写 – 初稿撰写、方法学设计。刘文超：数据分析、数据整理。王新蕾：撰写 – 原始稿撰写、方法学设计。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益冲突或可能影响本文研究的个人关系。

致谢

本研究得到了青岛水族馆技术协同创新中心合作项目（20210021）、优秀锦鲤种质选育关键技术项目（20223702032291）、青岛农业大学塘王锦鲤联合研发中心合作项目（20220271）以及国家自然科学基金（32073029）的财政支持。