鱼类遗传育种与增养殖团队揭示金钱鱼肝脏DNA甲基化与卵巢发育相关基因表达的关联

       金钱鱼（Scatophagus argus）是一种名特优海水养殖鱼类，人工繁育仍面临诸多难题。水产学院鱼类遗传育种与增养殖团队长期致力于金钱鱼生殖调控和遗传育种研究。前期研究发现了金钱鱼不同雌激素受体（estrogen receptors，ers）对肝脏卵黄蛋白原（vitellogenins，vtgs）表达调控的规律（封面文章）^[1]；还发现肝脏瘦素基因lepa的表达水平随卵巢发育逐渐升高，且其重组蛋白可促进金钱鱼下丘脑cGnRH和垂体Lhb的表达^[2]。此外，通过对鱼油、雌激素处理及卵巢发育不同时期的肝脏进行转录组分析，发现了许多与卵巢发育相关的基因发生显著表达变化^[3-5]。这些研究表明，肝脏在金钱鱼卵巢发育过程中发挥着重要作用，但相关基因表达变化的调控机制尚不明确。DNA甲基化是一种重要的表观遗传修饰，可通过调节基因表达和染色体活动参与多种生物学过程。团队前期对金钱鱼雌雄性腺的研究发现，DNA甲基化与性别决定及分化相关基因的表达存在关联^[6]。那么，肝脏DNA甲基化是否通过调控生殖相关基因的表达参与金钱鱼卵巢发育过程，哪些基因受到了DNA甲基化修饰的调控？

       近日，鱼类遗传育种与增养殖团队以“Integration of liver methylome and transcriptome provides new insights into the regulation of ovarian development genes in spotted scat (Scatophagus argus)”为题在BMC Genomics发表了最新研究，为回答上述科学问题提供了新的研究线索。

       该研究利用全基因组甲基化和转录组联合分析技术，对金钱鱼卵巢发育II、III和IV期的肝脏组织进行了系统分析。研究发现，不同卵巢发育时期肝脏CpG类型的DNA甲基化水平呈波动变化，与卵黄发生和透明带形成相关的基因（ers、vtgs和zps）甲基化水平与转录表达密切相关，与胆固醇合成及甘油三酯合成相关的基因甲基化水平与基因表达存在潜在关联（图1）。该研究结果表明DNA甲基化可能参与调控金钱鱼肝脏中卵巢发育相关基因的表达，为进一步阐明肝脏参与卵巢发育的表观遗传调控机制提供了新的研究依据。

图1 实验设计示意图（上）以及基于DNA甲基化和基因表达相关性提出的实验假设（下）

       水产学院2023级博士研究生张美珍为论文第一作者，江东能教授为通讯作者。该论文得到国家自然科学基金项目和广东省基础与应用基础研究基金项目等资助。

原文链接：

https://link.springer.com/article/10.1186/s12864-026-13425-z

1. Cui XF, Zhao Y, Chen HP, et al. Cloning, expression and functional characterization on vitellogenesis of estrogen receptors in Scatophagus argus. Gen Comp Endocrinol. 2017; 246:37–45. （封面文章）

2. Li WX, Cai LT, Huang YP, et al. Sequence identification and expression characterization of leptin in the spotted scat, Scatophagus argus. Comp Biochem Physiol B: Biochem Mol Biol. 2024; 269:110882.

3. Wang T, Jiang DN, Shi HJ, et al. Liver transcriptomic analysis of the effects of dietary fish oil revealed a regulated expression pattern of genes in adult female spotted scat (Scatophagus argus). Front Mar Sci. 2021; 8:784845. 4. Li XY, Pan SH, Zheng Y, et al. Divergent molecular responsive mechanism of female and male spotted scat (Scatophagus argus) liver to 17β-estradiol revealed by the comparative transcriptome analysis. Aquacult. Rep. 2025; 42: 102785.

5. Zhang MZ, Zheng J, Cai LT, et al. Liver transcriptome analysis reveals genes and pathways involved in the ovarian development in spotted scat (Scatophagus argus). Comp Biochem Physiol Part D Genomics Proteom. 2025; 56:101550.

6. Jiao KZ, Li Y, Huang YQ, et al. Integrated analysis of the gonadal methylome and transcriptome provides new insights into the expression regulation of sex determination and differentiation genes in spotted scat (Scatophagus argus). Aquaculture. 2024; 589:740974.