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黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)是我国一种重要的淡水经济鱼类,其分布广泛。虽然全雄黄颡鱼已大规模运用于生产,但其性别分化、精巢发育等生物学机制尚不明确。XY普通雄性和YY超雄黄颡鱼可以作为研究鱼类雄性性别决定以及精巢发育的理想材料。本研究通过使用Illumina平台对雄性黄颡鱼(XY)和超雄黄颡鱼(YY)精巢进行高通量测序。测序并组装得到78148个Unigenes,1146个Unigenes在YY精巢中高表达,1235个Unigenes在XY精巢中高表达。其中286个YY精巢中高表达的Unigenes以及319个XY精巢中高表达的Unigenes(共605个Unigenes)被注释到1604 GO条目中。KEGG富集分析发现,312个差异表达基因被注释到了252个信号通路上,部分差异表达基因注释到了PI3K-AKT以及G protein-coupled receptor(GPCR)信号通路。荧光定量PCR检测了12个差异表达基因,结果与高通量测序一致。此外,miR-141/429被认为可能在精巢发育中起重要作用,通过生物信息学预测及双荧光素酶报告系统验证确认,PI3K-AKT以及GPCR信号通路中的一些因子是miR-141/429的靶基因。我们的研究对XY和YY黄颡鱼精巢进行了转录组比较分析,并揭示了miR-141/429和靶基因的相互作用在精巢发育与精子生成过程中发挥作用。有趣的是,我们通过生物信息学预测发现黄颡鱼rbmx基因是miR-141/429的靶基因。荧光定量PCR分析发现,rbmx基因在超雄黄颡鱼(YY)精巢中的表达量显著高于普通雄性黄颡鱼(XY),与miR-141/429表达趋势恰好相反。已有研究表明,RBMX及其逆基因在哺乳动物性别分化、精巢发育以及精子生成过程中发挥着重要的作用。由于黄颡鱼繁殖周期较长,且基因组信息匮乏,我们在斑马鱼中进行rbmx基因功能研究。哺乳动物在进化早期产生了RBMX逆基因,而我们的进化分析也显示,哺乳动物RBMX逆基因已在进化早期发生了功能分化,并伴随性染色体分化形成了RBMX和RBMY基因,同时哺乳动物RBMX基因所在分支存在强烈的正向选择。然而,在鱼类中rbmx基因只存在单一拷贝,其时空表达及功能仍不清楚。时空表达分析发现成体斑马鱼rbmx基因主要集中在脑部和肝脏中表达,在胚胎发育时期,rbmx主要在脑部表达。我们使用CRISPR/Cas9系统构建了rbmx敲除体系,通过筛选,最终得到了rbmx“缺失2碱基”纯合突变斑马鱼。同时,我们发现rbmx突变体后代雄性比例要明显大于雌性,可能是突变体发育过程中发生了雌性-雄性性逆转。此外,rbmx突变体精子活力也较野生型斑马鱼低。研究结果表明rbmx在鱼类性别分化和精子成熟过程中扮演着重要的角色。我们的研究为鱼类性腺发育及配子生成研究提供了重要的生物学活体材料,同时也为进一步探明这些生物学过程提供了新的研究思路。