精子的完整性和功能能力取决于多个协调特征,包括精子活力(Dcunha et al., 2022)、形态(Hook et al., 2021)和核染色质凝缩(Franken, 2015; Punjabi et al., 2019)。精子染色质凝缩是哺乳动物精子形成的关键步骤,是精子发生的最后阶段,旨在保护父本 DNA 免受潜在的外部损伤并获得雄性生育能力。因此,高质量的成熟精子通常表现出高度压缩、重组的核染色质和非常有限的转录输出(Sassone-Corsi, 2002)。在哺乳动物中,染色质压缩不完全会导致 DNA 片段化增加和胚胎发育受损(Arévalo et al., 2022; Marchiani et al., 2020)。类似的关联在硬骨鱼中也有报道,其中精子染色质完整性受损与受精率降低、胚胎异常增加和幼体存活率降低相关(Gonzalez-Rojo et al., 2018; Gosálvez et al., 2014; Jeuthe et al., 2022)。高染色质凝缩度的高质量成熟精子不仅影响受精过程,还是多种动物物种后代发育、存活和适应性的关键决定因素(Gonzalez-Rojo et al., 2018; Marchiani et al., 2020)。
最近的研究提供了证据,表明精子携带的表观遗传因子参与精子质量与后代表型之间的关联。除了 DNA 甲基化(Zong et al., 2024)和组蛋白保留(Torres-Flores and Hernández-Hernández, 2020)外,精子携带的小非编码 RNA,特别是微小 RNA(miRNAs),其在调控精子发生和早期胚胎发育中的作用日益受到认可(de Souza et al., 2024; Kocaba? and Kocaba?, 2023)。miRNAs 是短而高度保守的非编码 RNA,通过靶向信使 RNA 在转录后水平调节基因表达(Alves et al., 2020)。在哺乳动物中,精子发生期间 miRNA 生物合成的破坏会导致精子发育严重缺陷和雄性不育(Keles et al., 2021; Werry et al., 2022)。此外,由饮食、压力或环境挑战引起的精子 miRNA 谱改变已被证明会影响胚胎基因表达以及后代的代谢和行为表型(Akhatova et al., 2025; Kocaba? and Kocaba?, 2023),强调了它们在精子介导的后代发育表观遗传调控中的功能重要性(Liu and Sharma, 2023)。
miR-200 家族是一组高度保守的 miRNAs,在人类和小鼠的两个不同染色体上存在两个簇 miR-200b/200a/429 和 miR-200c/141,以及在水蚤的第 6 和 23 染色体上存在 miR-200c/141/429b 和 miR-200b/200a/429a(Trumbach and Prakash, 2015; Jing et al., 2015)。在非梗阻性无精子症患者精子和睾丸活检中,miR-141 和 miR-429 的表达水平明显高于健康个体(Abu-Halima et al., 2014; Abu-Halima et al., 2013)。人类 miR-200b 与低精子浓度和低生育率相关(Isacson et al., 2025)。斑马鱼 miR-200b/200a/429a 的缺失导致精子活力改善(Xiong et al., 2018),以及雌性斑马鱼生长和繁殖缺陷增加(Xiong et al., 2020)。尽管发现了 miR-200s 在调节精子质量方面的功能,但其对鱼类后代适应性的后果仍不完全清楚。
黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)是中国广泛养殖的商用淡水鱼。此前,全基因组关联研究(GWAS)和表达分析鉴定出染色体 23 上的 miR-200a/200b 与黄颡鱼的生长和饲料转化效率(FCE)性状相关,而 miR-200a/200b 的敲除显著改善了黄颡鱼的生长和 FCE,且不影响雌性黄颡鱼的繁殖能力(Wang et al., 2026)。然而,miR-200a/200b 是否对精子发生、精子质量以及随后的后代适应性有贡献尚未得到研究。在本研究中,我们调查了 miR-200a/200b 缺乏对精子活力、形态、染色质凝缩以及与核重塑相关基因表达的影响,并进一步探索了黄颡鱼精子质量与后代适应性之间的潜在关联。这些发现为连接硬骨鱼精子质量与适应性性状的表观遗传机制提供了新的见解。