解冻后精子的储存作为一种工具，用于揭示欧亚鲈鱼（Perca fluviatilis）中与父系效应相关的基因

《BMC Genomics》：Post-thaw storage of sperm as a tool towards revealing paternal-effect-associated genes in Eurasian perch, Perca fluviatilis

本研究探讨鲈鱼精子冷冻后储存（PTS）对后代早期发育的影响，通过转录组分析发现41个差异基因，提示父系遗传因素可能通过免疫调节通路影响幼鱼存活率，并验证PTS可作为筛选父效基因的有效模型。

　　

摘要

背景

长期以来，父亲身份对后代质量的影响，尤其是在早期发育阶段，一直没有得到足够的重视。然而，精子表型的改变越来越多地被认为是一种有效的工具，用于识别与父系效应相关的基因（PEAGs），这些基因在后代中的表达受到精子携带的遗传或非遗传因素的影响。本研究调查了解冻后精子储存（PTS）作为压力因素对欧亚鲈鱼（Perca fluviatilis）后代幼体表现的影响，并试图揭示这些PEAGs。实验中使用了冷冻保存的精子进行体外受精，这些精子要么在解冻后立即使用（0分钟；CON组），要么在4°C下储存30分钟后使用。

结果

尽管在PTS过程中精子活力显著下降，但受精成功率并未受到影响，这使得可以利用PTS来研究其对后代表型的影响。值得注意的是，从孵化后第9天开始，PTS组的幼体死亡率显著升高，表明父亲因素对早期幼体存活率有显著影响。在对幼体进行转录组分析时（选择这个阶段是为了尽量减少饲养引起的变异），发现了41个差异表达基因（DEGs），其中许多基因与免疫调节途径相关。这表明父亲的遗传贡献可能会影响幼体的免疫功能，从而可能解释观察到的死亡率差异。在这些DEGs中，mfap4、gimap、hlag、pigr、neo1和< />等基因被认为是潜在的PEAGs。

结论

本研究表明，即使仅30分钟的PTS也会降低精子活力，并对后代的性能和存活率产生持久影响。通过选择性地影响功能性精子的比例，PTS起到了额外的选择作用，富集了具有特定特征的细胞，为研究鱼类的非遗传遗传因素和识别PEAGs提供了一个强大且可控的系统。转录组分析揭示了这一过程的更深层次机制，表明母体的身份可以放大或缓冲父亲的遗传贡献，这证明了父母间复杂的相互作用对早期发育具有重要影响。实际上，本研究提供了一个基于受控配对受精设计的稳健实验模型，并通过对后代的转录组分析来识别新的PEAGs，揭示了解冻后储存引起的父亲遗传变异的分子后果。