欧洲扁牡蛎鳃组织DNA甲基化特征揭示顺序性雌雄同体性别转换的表观遗传机制

为解决牡蛎性别鉴定依赖致死性取样及性别转换机制不明的问题，荷兰瓦赫宁根大学团队通过纳米孔测序技术比较了雄性、雌性及雌雄同体欧洲扁牡蛎（Ostrea edulis）鳃组织的全基因组甲基化图谱。研究发现鳃组织中存在9,654个差异甲基化区域（DMRs）和2,576个差异甲基化基因（DMGs），功能分析表明这些基因与能量稳态和代谢重编程相关。该研究首次揭示了雌雄同体牡蛎独特的表观遗传特征，为无创性别鉴定和养殖策略优化提供了新思路，成果发表于《BMC Genomics》。

　　

在海洋无脊椎动物中，牡蛎因其独特的顺序性雌雄同体特性成为研究性别可塑性的理想模型。欧洲扁牡蛎（Ostrea edulis）能根据环境变化反复转换性别，但这一过程的表观遗传机制长期局限于性腺组织研究，且传统性别鉴定需牺牲个体。随着种群衰退和养殖业雄性偏倚问题的加剧，揭示其性别转换机制的需求日益迫切。

荷兰瓦赫宁根大学Reindert Nijland团队在《BMC Genomics》发表的研究，首次将目光投向鳃组织这一非致死性取样部位。通过纳米孔测序技术分析35只不同性别表型（雄性M、雌性F、雄性主导雌雄同体HPM、雌性主导雌雄同体HPF及均衡型HBS）个体的全基因组甲基化图谱，发现鳃组织存在显著的性别特异性DNA甲基化模式。

研究采用组织学鉴定性别表型，通过纳米孔长读长测序获取高覆盖度甲基化数据，利用甲基化分析软件methylKit进行差异甲基化区域（DMRs）和基因（DMGs）的识别，并结合GO和KEGG通路富集分析功能关联。

结果部分
General methylation patterns
主成分分析显示，雌雄同体个体甲基化谱显著区别于单一性别个体，呈现从雄性到雌性的梯度变化，暗示性别转换伴随全基因组表观遗传重编程。

Differentially methylated loci and regions
比较分析鉴定出9,651个DMRs，其中HPM与HBS间差异最显著（3,369个）。差异甲基化位点主要富集于内含子区（56.6%），与无脊椎动物基因体甲基化特征一致。

Gene annotation of differential methylation
关键DMGs包括能量代谢相关基因（如质子耦合锌转运蛋白SLC30A2-like）和免疫调节基因（如ABC转运蛋白）。雄性vs雌性比较发现125个独特DMGs，其中环AMP依赖转录因子ATF-like可能参与性腺发育调控。

Functional enrichment analyses
GO分析显示DMGs显著富集于轴突发育、细胞定位等生物学过程；KEGG通路揭示嘌呤代谢和肌细胞骨架通路的核心作用，印证性别转换需要能量重塑。雌雄同体个体特有通路涉及减数分裂重组，暗示不同转换方向存在表观遗传差异。

结论与意义
该研究突破性地证实：1）鳃组织可作为性别表型的表观遗传标记源，其甲基化模式能区分雌雄同体过渡状态；2）性别转换伴随体细胞能量代谢通路的重编程，为环境压力诱导性别偏倚提供分子解释；3）鉴定出的差异甲基化基因为开发非致死性性别鉴定技术奠定基础。

研究不仅填补了雌雄同体无脊椎动物体细胞表观遗传研究的空白，更为牡蛎种群恢复和养殖管理提供了新工具。未来需进一步探究甲基化差异对基因表达的调控作用，以及环境因素如何通过表观遗传途径触发性别转换。