金枪鱼及其近缘物种中雌激素磺基转移酶基因的分布与进化研究

本研究针对金枪鱼性别决定机制中关键基因sult1st6的进化起源展开系统研究。研究人员通过比较基因组学方法分析了8种鲭科鱼类染色体水平基因组，发现金枪鱼物种携带sult1st6y和sult1st6a两个旁系同源基因，证实sult1st6y可能起源于鲭科鱼类分化前的基因复制事件。该研究为理解金枪鱼性别决定系统的进化提供了新见解，相关成果发表于《BMC Research Notes》。

　　

在鱼类性别决定机制研究中，雌激素代谢通路一直备受关注。作为雌激素失活的关键酶，雌激素磺基转移酶(SULT1ST6)在硬骨鱼类中的功能研究相对有限。近年来，太平洋蓝鳍金枪鱼(Thunnus orientalis)中被发现存在雄性特异性sult1st6y基因，暗示该基因可能在金枪鱼性别决定中发挥重要作用。然而，关于sult1st6基因在鲭科鱼类中的分布规律、进化起源及其与性别决定系统的关系仍存在诸多未解之谜。

针对这一科学问题，日本国立研究开发法人水产研究·教育机构的研究人员开展了一项系统研究。通过对8种鲭科鱼类染色体水平基因组的比较分析，揭示了sult1st6基因在鲭科鱼类中的分布特征和进化历程。该研究成果发表在《BMC Research Notes》上，为理解金枪鱼性别决定系统的进化提供了重要线索。

研究采用了多项关键技术方法：首先利用nucmer程序进行基因组序列比对，通过Exonerate v2.4.0预测sult1st6基因位点；采用MAFFT v7.490进行多序列比对，运用RAxML-NG v.1.1.0构建系统发育树；基于ModelTest-NG v0.1.7选择最佳进化模型。研究样本包括5种金枪鱼（南方蓝鳍金枪鱼、黄鳍金枪鱼、大西洋蓝鳍金枪鱼、鲣鱼和鲔鱼）和3种鲭鱼（日本鲐、大西洋鲭和印度-太平洋马鲛）的基因组数据。

【Identification of sult1st6 loci in tuna and closely related genomes】
研究发现金枪鱼物种携带两个sult1st6拷贝，通过系统发育分析和基因组比较，鉴定为sult1st6y及其旁系同源基因sult1st6a。值得注意的是，南方蓝鳍金枪鱼和黄鳍金枪鱼的sult1st6y分别位于13号染色体上，而sult1st6a则位于20号染色体。鲣鱼和鲔鱼也表现出类似的基因分布模式，但鲭鱼仅保留单个sult1st6a拷贝。

【Comparison of sult1st6 loci among tunas and their relatives】
基因组比较显示，sult1st6y位点比sult1st6a经历了更多结构变化。在太平洋蓝鳍金枪鱼中，sult1st6y第五内含子插入了一个helentron转座子 remnant。特别值得注意的是，南方蓝鳍金枪鱼sult1st6y下游区域存在缺失，这可能解释了先前研究中该物种性别鉴定特异性较低的现象。

研究结论表明，sult1st6y可能起源于鲭科鱼类分化前的基因复制事件，随后在进化过程中经历了转座等结构变化。在Thunnus属金枪鱼中，sult1st6y可能通过获得雄性特异性表达而参与性别决定，这一功能创新可能与转座子插入等基因组结构改变相关。相比之下，鲭鱼可能丢失了sult1st6y拷贝，暗示不同鲭科鱼类可能演化出不同的性别决定机制。

该研究的重要意义在于：首次系统阐明了sult1st6基因在鲭科鱼类中的分布模式和进化历史；为理解金枪鱼性别决定基因的起源提供了分子证据；发现的基因组结构差异为开发更精准的性别鉴定标记提供了理论依据。这些发现不仅丰富了鱼类性别决定机制的理论研究，也为金枪鱼养殖业的性别控制技术开发奠定了基础。