鲤科鱼类同倍体杂交种睾丸中维持生育力的基因组与染色质结构调控机制

为解决鲤科鱼类如何频繁突破合子后生殖隔离的难题，研究人员通过Megalobrama amblycephala与Culter alburnus属间杂交构建F1代谱系，结合长读长测序、ATAC-seq、Hi-C和mRNA-seq技术，发现睾丸细胞中孤儿基因的快速变异显著高于等位基因和睾丸特异性基因，并鉴定出调控精子发生的rnf212b基因。该研究揭示了基因组变异、染色质重塑与基因表达协同作用维持杂交种生育力的新机制，为同倍体杂交形成提供理论依据。

　　

鲤科鱼类惊人的多样性揭示了杂交与基因流在产生遗传变异、适应甚至物种形成中的重要作用。但为何这些鱼类能频繁突破合子后生殖隔离（通常阻碍受精后成功繁殖的机制）？为解答这一科学盲区，研究团队利用鲂鲌属(Megalobrama amblycephala)与鲌属(Culter alburnus)的属间杂交F₁代谱系展开比较研究。通过长读长基因组测序(long-read sequencing)、染色质可及性检测(ATAC-seq)、三维基因组分析(Hi-C)和转录组测序(mRNA-seq)技术，在杂交个体睾丸细胞中捕捉到快速的基因组变异、染色质重构和基因表达变化。

有趣的是，这些变化在三大基因类别中呈现差异化分布：等位基因和睾丸特异性基因变化较温和，而孤儿基因(orphan genes)则表现出剧烈波动。特别值得注意的是，研究推测_rnf212b可能是调控精子发生(spermatogenesis)的关键睾丸特异性基因。这些发现暗示等位基因和睾丸特异性基因可能缓冲了杂交导致的"基因组冲击"(genomic shock)，从而保护生殖功能。该工作通过揭示睾丸发育和精子发生过程中基因组变异、染色质重塑与基因表达的精密协作，为理解同倍体杂交的形成机制提供了全新视角。