高温暴露诱导中国大鲵卵巢分化延迟及阶段特异性分子重塑

《BMC Genomics》：Growth and gonadal transcriptome changes in the largest extant amphibian after prolonged heat stress

　　

摘要

环境温度的升高可能会干扰两栖动物的性腺分化，进而改变性别比例，对对温度敏感的种群构成威胁。中国大鲵（Andrias davidianus；CGS）是现存最大的两栖动物，在野外处于极度濒危状态，同时也是中国重要的水产养殖物种。然而，长时间的热暴露如何影响CGS的性腺分化目前尚不明确。本研究结合生长测量、性腺组织学观察、荧光原位杂交以及多时间点的转录组分析，来探讨在常温（CT）和高温（HT）环境下它们的反应特征。在高温环境中饲养的动物在后期发育阶段生长速度较慢，且雌性个体中的卵巢分化出现延迟。通过整合组织学和转录组数据，我们确定270天龄是一个关键发育阶段：在该阶段，高温饲养的雌性个体中卵巢分化延迟，同时伴随着与雄性化相关的分子变化。在这一阶段，高温饲养的雌性个体中检测到了异位表达的Dmrt1基因，而对照组雌性个体中则没有或几乎没有这种表达。此外，高温饲养的雌性个体在270天龄时表现出Cyp19a1基因表达降低，360天龄时Hsd17b3基因表达增加，360天龄时Cyp17a1基因表达再次升高，这些变化表明存在与类固醇生成相关的转录重塑现象。基于全基因组共调控网络（WGCNA）和蛋白质-蛋白质相互作用分析，我们进一步确定了Hsp90aa1、Hsp90ab1等分子伴侣基因作为与高温相关的共表达网络中的关键基因。总体而言，这些发现表明高温饲养主要导致卵巢分化延迟以及雌性偏向发育程序的减弱，并伴有有限且具有阶段特异性的雄性化相关分子重塑。这些结果为理解CGS的性别腺体可塑性提供了基础，有助于未来的保护和水产养殖研究。