《iScience》：Genome resequencing reveals an XX/XY sex determination system and male-specific markers in Glyptosternum maculatum
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*Glyptosternum maculatum*是西藏特有的濒危冷水鱼类，其生长性状表现出显著的性别二态性。在本研究中，研究人员将全基因组重测序（whole-genome resequencing）、混合池测序（pool-seq）、群体基因组分析（popul
*Glyptosternum maculatum*是西藏特有的濒危冷水鱼类，其生长性状表现出显著的性别二态性。在本研究中，研究人员将全基因组重测序（whole-genome resequencing）、混合池测序（pool-seq）、群体基因组分析（population genomic analyses）和靶向标记验证相结合，以解析其遗传性别决定系统。研究人员将连锁群LG01（linkage group LG01）鉴定为候选性染色体，并将性别决定区（sex-determining region, SDR）定位在2.7–2.8 Mb范围内，该区域在雌雄个体间表现出强烈分化。在该区域内，共鉴定出195个雄性特异单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism, SNP）和20个雄性特异插入缺失标记（insertion-deletion, indel），并开发了53个性别连锁标记。对29尾雄鱼和26尾雌鱼的靶向测序显示，93.1%的雄鱼在该标记集合上呈现杂合基因型，96.2%的雌鱼呈现纯合基因型。其中LG01:27,671,222位点在验证群体中表现出完全的基因型-表型一致性。这些发现支持XX/XY性别决定系统，并为性别鉴定、物种保护及未来养殖应用提供了分子工具。
**西藏鮡（*Glyptosternum maculatum*）性别决定系统的基因组学解析**
**一、研究背景与科学问题**
西藏鮡（*Glyptosternum maculatum*）是西藏高海拔地区特有的冷水性鱼类，兼具重要生态价值和经济价值，被列为中国十大优质水产种质资源之一。该物种在生长性状上呈现显著性别二态性（sexual dimorphism）：成熟雄鱼在体长、体重和体宽上均显著大于雌鱼，繁殖季节雌雄生长轨迹差异尤为明显，这为单性养殖提供了潜在经济效益。然而，该物种的性别决定遗传机制长期未知。在鲇形目（Siluriformes）中，多个经济鱼类已被证实为雄性异配XX/XY性别决定系统，如斑点叉尾鮡（*Ictalurus punctatus*）、长吻鮠（*Leiocassis longirostris*）和黄颡鱼（*Pelteobagrus fulvidraco*），雄性通常表现更快的生长速度。但鲿科（Sisoridae）鱼类的性别决定研究几乎空白，西藏鮡亦无任何性别连锁基因组区域或分子标记的报道。这一知识缺口不仅限制了对该物种繁殖生物学的理解，也制约了人工繁育和遗传资源管理策略的优化。因此，解析西藏鮡的性别决定系统对于濒危物种保护、单性养殖技术开发以及鲿科鱼类性别决定机制的比较进化研究均具有重要意义。
**二、主要技术方法**
研究人员从雅鲁藏布江渔业资源繁育基地采集95尾性成熟个体（46雌、49雄），其中20尾雌鱼和20尾雄鱼进行全基因组重测序（个体平均深度3.02×–5.45×），同时分别构建雌性混合池（CH）和雄性混合池（XH）进行pool-seq（深度23.98×–25.83×）。利用Fastp进行数据质控，BWA比对到参考基因组，GATK进行变异检测。通过VCFtools过滤获得高质量SNP和indel数据集，采用Fst分析和PSASS软件鉴定性别连锁区域，利用PCA评估群体遗传结构。开发53个性别连锁标记（48个SNP、5个indel），在29尾雄鱼和26尾雌鱼中进行多重PCR靶向扩增子测序验证（平均深度>5000×），并对LG01:27,671,222位点进行PCR扩增和Sanger测序独立验证。
**三、主要研究结果**
**（1）全基因组重测序与变异检测**
全基因组重测序共产出高质量数据约150 Gb，Q30介于93.46%–95.04%之间，GC含量为38.25%–39.36%，平均比对率为99.05%–99.73%。经严格过滤后获得1,611,790个高质量SNP和631,791个indel，为后续性别连锁分析提供了充分的数据基础。
**（2）群体遗传结构分析**
基于全基因组SNP和indel的主成分分析（PCA）显示，雌雄个体间无清晰的基因组水平分离，表明两性在全基因组范围内分化程度极低，提示性染色体处于早期分化阶段。性别决定区（SDR）变异仅解释0.67%的总方差，进一步证实SDR对整体群体结构贡献有限。基于基因型似然法的ANGSD PCA结果与过滤后SNP的PCA一致，支持群体结构分析的稳健性。
**（3）性别决定区域定位**
Fst分析在LG01上检测到显著分化峰（Fst>0.25），PSASS分析进一步确认LG01:2,700,000–2,800,000 bp区间存在强烈的性别特异性信号。该区域内鉴定出195个雄性特异SNP和20个雄性特异indel，而雌性特异变异仅为2个SNP和1个indel，这种显著不对称性强烈支持西藏鮡为雄性异配XX/XY性别决定系统。
**（4）性别连锁标记验证**
针对LG01:27,399,813–28,190,114区间内的53个候选标记进行靶向测序发现，93.1%的雄鱼在所有标记上呈杂合基因型（XY），96.2%的雌鱼呈纯合基因型（XX）。少数个体在SDR上游或下游出现基因型转换模式，提示SDR内存在不完全重组抑制。基于重组模式推测假常染色体边界（pseudoautosomal boundary）位于LG01:27,649,471–27,743,066 bp之间。
**（5）雄性特异PCR标记验证**
对LG01:27,671,222位点进行Sanger测序验证，5尾雄鱼均显示杂合双峰，5尾雌鱼均显示纯合单峰，基因型与表型性别完全一致，证明该位点可作为可靠的雄性特异分子标记。
**四、讨论总结与研究结论**
讨论部分指出，该研究首次在鲿科鱼类中报道了XX/XY遗传性别决定系统。标记验证的高成功率归因于严格的筛选策略，即限定候选位点位于SDR内、具有高Fst值和符合XX/XY系统的性别特异等位基因频率阈值。少数个体的基因型不一致现象被解释为SDR内不完全的重组抑制，而非技术误差，这与硬骨鱼类早期性染色体分化特征相符。研究局限包括：未对SDR内候选基因进行功能验证；样本均来自单一繁育群体，标记在自然地理种群中的普适性有待验证；个体重测序深度中等可能引入一定基因型不确定性。
研究结论为：西藏鮡具有XX/XY遗传性别决定系统，LG01为候选性染色体，性别决定区定位于2,700,000–2,800,000 bp区域；在该区域内开发并验证了53个性别连锁标记，其中LG01:27,671,222位点表现出完全的基因型-表型一致性，可作为早期性别鉴定的可靠分子标记。这一发现为西藏鮡的单性养殖、濒危物种保护以及硬骨鱼类性别决定机制多样性演化研究提供了重要的分子工具和理论依据。
