转录组学与代谢组学整合分析揭示仿刺参（Apostichopus japonicus）性别二态性的分子机制及其在水产育种中的意义

本刊推荐：本研究通过整合转录组与代谢组分析，系统揭示仿刺参（Apostichopus japonicus）性腺发育的分子机制。研究发现卵巢高表达cyp2、cpeb1等基因并富集碳代谢与氨基酸合成通路，而睾丸特异性表达sac、catsper4等基因且免疫相关基因（如myosin-9、formin-like）及代谢物（如虾青素）显著上调，表明雄性具有更强免疫能力与生长优势。该研究为水产动物性别控制育种提供了关键理论基础。

　　

Highlight

转录组与代谢组整合分析为揭示仿刺参（Apostichopus japonicus）性别二态性提供新视角

Overview of transcriptome sequencing

共生成15.4 GB高质量测序数据，GC平均含量41.33%，Q30值达95.52%。样本清洁读数比对至仿刺参基因组，卵巢和睾丸的平均比对率分别为71.75%和72.37%（附表S2）。如图1A主成分分析（PCA）所示，卵巢与睾丸样本沿主成分轴明显分离，证明测序质量高且结果可靠。

Key factors involved in gonadal development in A. japonicus

近期研究表明仿刺参的性别决定可能涉及复杂的多基因性别决定（PSD）系统。斑马鱼同样存在多基因性别决定系统，尚未发现单一主控基因（Liew等，2012；Kocher等，2024）。类固醇生成和Wnt信号通路等多个候选基因可能参与斑马鱼性别决定（Tokarz等，2013；Sreenivasan等，2014）。

Conclusions

本研究揭示了仿刺参卵巢与睾丸间显著的分子和代谢差异，鉴定出参与性腺发育、生长和免疫功能的关键性别偏好基因与代谢物。结果表明繁殖与体细胞生长之间存在资源分配权衡，雄性可能通过独特的基因表达和代谢模式将更多资源用于生长。这些发现深化了我们对仿刺参性别二态性的理解，并为水产育种中的性别控制策略提供了理论基础。

CRediT authorship contribution statement

荆晶琮：原始撰写、方法论、研究实施、数据整理；阿布都拉·阿布力孜：方法论、研究实施、数据整理；李悦：方法论；高瑞：方法论；孙志慧：综述编辑、原始撰写、资金获取、概念设计；常亚青：资金获取。

Ethical statement

本研究无需伦理委员会审批，因实验对象为无脊椎动物且不受相关法规约束。

Funding

本研究由国家自然科学基金（项目号32273117）及农业农村部热带亚热带水产资源利用与养殖重点实验室（项目号20240202）资助。

Declaration of competing interest

所有作者声明无利益冲突。