长鳍黄尾鱼（Seriola rivoliana）卵质量的母体转录组生物标志物

《Aquaculture》：Maternal transcriptome biomarkers for egg quality in longfin yellowtail Seriola rivoliana

卵质量评估与母体转录组学分析在长鳍黄尾鲈中的应用。通过比较优质与劣质产卵的幼体存活率，发现幼虫开口阶段的存活率是唯一可靠指标。转录组测序揭示rps3a、rpl35等核糖体相关基因及uqcrc2等线粒体基因异常表达与胚胎畸形相关，而ccnd1调控的Wnt信号通路和fzd7等受体基因对胚胎发育起关键作用。研究确定了多个卵质量生物标志物，为水产养殖提供分子评估依据。

　　长鳍黄尾鱼（*Seriola rivoliana*）是一种在欧洲和美洲广泛养殖的鱼类，其在人工环境中能够全年繁殖。尽管如此，不同批次的卵子质量却存在显著差异，这种不可预测的变化对水产养殖业构成了挑战。卵子质量不仅影响孵化率，还决定了幼鱼的存活率和生长潜力，因此对卵子质量的评估和预测具有重要的实际意义。目前，评估卵子质量主要依赖于早期幼鱼的存活率，但这一方法存在局限性，因为一些卵子在孵化初期可能表现出正常的外观，却在后续发育阶段出现严重的生理缺陷。

研究者通过结合动物学和生物化学的测量手段，以及对胚胎发育阶段的观察，发现了一些能够有效区分优质与劣质卵子的指标。其中，幼鱼在开始摄食后的存活率被证实为评估卵子质量的唯一可靠标准。这一发现意味着，仅凭卵子的外观或初步孵化情况不足以判断其质量，而必须关注幼鱼在早期阶段的生理表现。此外，研究还指出，胚胎在尚未孵化之前就已经可能出现身体异常，这些异常会直接影响到幼鱼的活力和生存能力。例如，某些卵子发育出的胚胎可能会表现出变形或迟钝的特征，这些特征在孵化后仍会持续存在，从而导致幼鱼死亡率升高。

研究团队进一步通过转录组学分析，探讨了母体基因表达对卵子质量的影响。他们利用RNA-Seq和RT-qPCR技术，对优质与劣质卵子中的基因表达水平进行了比较。结果表明，一些关键基因的表达异常与卵子质量下降密切相关。例如，*rps3a*和*rpl35*基因的表达紊乱可能与胚胎发育过程中的多种身体畸形有关，而*uqcrc2*基因则与能量代谢中的电子传递链功能密切相关。电子传递链是细胞产生能量的核心机制，其功能受损可能导致胚胎在孵化后缺乏足够的能量支持，从而影响其生存能力。

此外，研究还揭示了Wnt信号通路在卵子发育中的重要作用。这一通路通过调控*ccnd1*基因的表达，影响从G1期到S期的细胞周期转换，进而对胚胎的正常发育产生深远影响。*fzd7*基因作为Wnt信号通路中的Frizzled受体，其表达水平的异常可能导致胚胎发育方向的偏差。而*dkk1*基因的表达则与Wnt β-连环蛋白通路的调控密切相关，其作用可能影响胚胎的囊胚形成过程。这些基因的表达异常不仅与卵子质量下降有关，还可能成为评估卵子质量的潜在生物标志物。

值得注意的是，研究团队还发现了一些在优质卵子中表达正常但在劣质卵子中可能具有重要意义的基因。例如，*ccnb2*基因负责调控G2期到M期的细胞周期转换，其表达异常可能影响胚胎的分裂和发育。而*stk10*基因编码一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，对卵母细胞的成熟具有关键作用。这些基因的表达情况可以作为评估卵子质量的补充指标，尤其是在胚胎发育初期阶段。

研究还指出，母体基因表达的异常可能与卵子质量下降存在直接或间接的联系。在卵子发育过程中，母体mRNA被沉积到卵子中，这些mRNA在受精后将负责早期胚胎的蛋白质合成，直到胚胎自身开始转录活动。因此，母体mRNA的种类和数量对胚胎的早期发育至关重要。如果某些关键基因的mRNA未能正确沉积，或者其表达水平异常，可能会导致胚胎在发育初期出现功能障碍，从而影响其后续发育和存活。

研究团队通过综合分析，发现了一些与卵子质量密切相关的基因，这些基因的表达模式可以作为生物标志物，用于评估卵子质量并预测幼鱼的生长潜力。例如，*rps3a*和*rpl35*基因的表达异常可能与胚胎的发育缺陷有关，而*uqcrc2*基因的表达紊乱可能影响能量代谢，导致胚胎在孵化后无法维持正常的生理活动。此外，Wnt信号通路中相关基因的表达异常也可能对胚胎的发育方向产生影响，例如影响细胞分裂的对称性或组织形成的正常性。

研究还强调了母体生理条件对卵子质量的影响。例如，母体在繁殖过程中是否处于最佳状态，以及其是否经历了适当的生理变化，都会影响到卵子的发育和质量。某些鱼类在达到一定年龄后才具备良好的繁殖能力，例如黄尾鱼（*Seriola lalandi*）通常在四岁时才能频繁产卵并产生健康的后代。因此，研究者建议在养殖过程中应关注母体的年龄和健康状况，以确保其能够提供高质量的卵子。

此外，母体的应激状态也被认为是影响卵子质量的重要因素。应激可能通过影响母体的生殖行为和生理功能，间接导致卵子质量下降。例如，应激可能降低卵子的受精率，导致胚胎和幼鱼的死亡率上升。母体的应激反应主要通过下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴进行调节，这一系统会促进皮质醇的合成，而皮质醇是一种重要的应激激素。母体皮质醇的水平可能会通过某种机制传递到卵子中，从而影响胚胎的发育。然而，研究发现，皮质醇在胚胎早期发育阶段并不活跃，因为此时卵子内部尚未形成具有功能的间肾细胞。因此，卵子中皮质醇的水平可能间接反映了母体在繁殖前的应激状态。

研究团队还提到，尽管母体基因表达的异常可能对卵子质量产生影响，但目前对于这些基因的具体作用机制仍缺乏深入的理解。因此，未来的研究需要进一步探讨这些基因在卵子发育过程中的具体功能，以及它们如何相互作用以影响胚胎的发育和存活。此外，研究还指出，不同鱼类的卵子质量评估方法可能存在差异，因此需要针对特定物种进行更加细致的分析。

研究还强调了转录组学在评估卵子质量方面的潜力。通过分析母体基因的表达模式，研究者可以更全面地了解卵子质量下降的分子机制，并为水产养殖业提供更加科学的评估方法。这些方法不仅可以帮助养殖者筛选出高质量的卵子，还可以预测幼鱼的生长潜力和存活率，从而提高养殖效率和经济效益。

总体而言，研究揭示了长鳍黄尾鱼卵子质量的复杂性，并指出了一些关键基因和生理因素可能对卵子质量产生影响。这些发现不仅有助于深入理解卵子质量的形成机制，还为水产养殖业提供了新的评估工具和管理策略。通过优化母体的管理条件，例如改善营养、减少应激、确保适当的繁殖年龄等，可以有效提高卵子质量，从而提升幼鱼的存活率和生长潜力。未来的研究可以进一步探索这些基因在不同鱼类中的作用，并结合实际养殖条件，开发更加精准的卵子质量评估方法。