刺蛙同形性染色体中性别偏向转录本表达：揭示性染色体性化起始缺失的新证据

为解决性染色体在早期演化阶段是否发生性化（sexualization）的问题，研究人员通过RNA测序分析四种刺蛙（Quasipaa boulengeri, Q. yei, Nanorana quadranus, N. unculus）的生殖腺和性别特异性组织。研究结果显示，同形性染色体（homomorphic sex chromosomes）上性别偏向基因（sex-biased genes）无富集、表达无过度差异、演化速率无异（无faster-X效应），表明性染色体性化在物种演化初期非必需，挑战了现有理论框架。

　　

性染色体演化一直是生命科学的核心谜题。经典理论认为，性染色体（sex chromosomes）从常染色体（autosomes）分化而来，通过积累性别拮抗突变（sexually antagonistic mutations）驱动“性化”（sexualization），最终形成异形性染色体（heteromorphic sex chromosomes），并富集性别偏向基因（如雌性偏向基因在X染色体）。然而，这一过程在早期同形性染色体（homomorphic sex chromosomes）阶段是否启动？针对这一问题，成都生物研究所的研究人员选择刺蛙作为模型。刺蛙物种（如Quasipaa和Nanorana）具有同形性染色体，雄性表现出独特的角质棘刺等第二性征，但其性染色体尚未分化，是探索演化起始的理想窗口。通过高精度RNA测序分析，团队发现同形性染色体上未出现性别偏向基因富集、表达偏差或加速演化，颠覆了性化必需性的假设。论文发表于《BMC Genomics》，为性染色体演化机制提供新视角。

为开展研究，作者采用以下关键方法：样本源自野外繁殖季节单一种群，包括46只个体（Q. boulengeri 10雄9雌，Q. yei 5雄9雌，N. quadranus 8雄9雌，N. unculus 3雄2雌），采集生殖腺（gonads）和性别特异性皮肤组织（sexually dimorphic skin tissue）；RNA提取使用Trizol试剂，文库构建用TruSeq RNA Kit v2，测序在NovaSeq 6000平台完成；转录组de novo组装借助Trinity v2.15.1，基因表达量化基于FPKM（fragments per kilobase per million reads）并通过DESeq2识别性别偏向基因（FDR<0.05且|log2 FC|>1）；染色体定位利用Quasipaa spinosa参考基因组，通过BLAST映射性连锁标记（sex-linked markers）；演化速率分析（dN/dS）采用MUSCLE对齐和Nei-Gojobori算法；统计检验包括Fisher精确测试（Fisher's exact test）和Wilcoxon检验（Wilcoxon test）评估染色体差异。

Genomic location of sex-biased genes

通过比较性染色体与常染色体上性别偏向基因的比例，研究发现四种刺蛙均无显著富集。例如，Q. boulengeri中性染色体基因60%为性别偏向（1,176/1,946），常染色体为61%（8,343/13,779）（p=0.9211），其他物种类似。结论：同形性染色体未富集性别偏向基因，反驳了性化初始阶段即积累性别特异性基因的假说。

Differences in sex-biased and sex-linked gene expression

分析雌雄表达比（F:M ratio），性染色体与常染色体无差异。Q. boulengeri中性染色体F:M中位比0.28，常染色体0.29（p=0.57）；滑动窗口（sliding window）扫描（50基因窗口）性染色体区域（如候选性别决定基因FGF