水产品是高质量蛋白质,约占国民动物蛋白消费的1/3,在粮食安全和人民健康发挥着重要作用,其中56%来自于海水养殖贝类。贝类种业是促进养殖业发展的核心需求,生物育种是保障种业发展的重要手段。雌雄同体型Argopecten属海湾扇贝(A.irradians)和紫扇贝(A.purpuratus)是具有高营养价值和经济价值的海水贝类,二者的种间杂交后代表现出极显著的杂种优势,成为我国重要的海水养殖贝类。然而,绝大多数种间杂交后代表现为不育,制约了杂交制种的发展和应用。种间杂交不育机制是生殖演化和育种研究领域的前沿热点,而雌雄同体动物杂交后代育性决定机制尚不清楚。
近期,yth20611游艇会网站卢霞老师与中国科学院烟台海岸带研究所王春德老师团队合作在雌雄同体扇贝杂交后代育性机制中取得重要进展。对不育和稀有可育杂交扇贝性腺分别进行单细胞转录组分析,鉴定出EGFR基因在调控Argopecten属扇贝种间杂交后代育性决定中发挥重要作用,为生物育种突破种间生殖隔离屏障提供了关键靶基因。不育杂交扇贝性腺中EGFR基因显著低表达,导致极低的ATP含量和极高的ROS,进而引起配子的发生和成熟受阻并抑制性腺发育(图1)。该研究丰富了物种演化中生殖隔离和新物种形成机制的新认识,同时为生物育种技术突破雌雄同体扇贝规模化种间杂交“瓶颈”培育出突破性新品种提供了新途径。
图1基于单细胞转录组技术发现的EGFR基因对Argopecten属杂交扇贝育性的调控机制
相关成果以“Single-cell RNA sequencing revealed the roles of macromolecule epidermal growth factor receptor (EGFR) in the hybrid sterility of hermaphroditicArgopectenscallops”为题发表在农业与生物科学领域权威期刊《International Journal of Biological Macromolecules》(中科院一区Top,影响因子7.7),卢霞老师为通讯作者。相关工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划项目等多个项目的支持。
文章链接:https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.136062
来稿时间:1月14日 审核:刘俞斌 责任编辑:徐扬