红螯螯虾Dmrt1基因的克隆及其在性别调控中的作用OA

红螯螯虾(Cherax quadricarinatus)具有重要的经济价值,其雌雄生长速度差异显著,培育全雄品种可大幅提升产量;Dmrt1基因可能在其雄性生殖腺发育中起关键作用,但相关研究尚少。为验证Dmrt1在红螯螯虾雄性性别决定与精巢发育中的核心功能以为全雄育种打下分子基础,本研究克隆了红螯螯虾Dmrt1基因的ORF区域(CqDmrt1),长度为1572 bp,编码523个氨基酸,包含1个DM结构域,进化关系分析表明红螯螯虾与克氏原螯虾(Procambarus clarkii)亲缘关系较近。组织分布结果显示,CqDmrt1在性腺、肝胰腺、肌肉等7个组织中均有表达,但在雄性性腺中表达量最高。进一步研究发现不同生长时期雌雄红螯螯虾CqDmrt1基因表达存在差异,精巢中CqDmrt1的表达量显著高于卵巢,且精巢中CqDmrt1在虾孵化后10~60 d中表达逐渐上升,而在75~210 d出现下降;在卵巢中10~50 d表达上升,而在60~210 d出现下降。采用dsRNA沉默CqDmrt1基因28 d与56 d后,红螯螯虾精巢Dmrt1表达均显著下降,且沉默效率随时间增强。Dmrt1敲降持续抑制雄性性别分化基因IAG、Sxl3,并逐渐解除对DDX5的抑制;同时显著上调雌性性别分化基因Foxl2、Tra-2C、Dsx,表明Dmrt1在精巢中正向调控雄性、负向调控雌性通路。干扰时间越长,Dmrt1沉默效果越明显,对相关基因的调控影响越显著。同时,组织学观察发现,抑制CqDmrt1表达会导致精巢中雄性生殖细胞减少,精巢空泡化结构增多,生精小囊联通,表明抑制CqDmrt1会严重影响红螯螯虾精巢发育。本研究为深入研究红螯螯虾性别分化和决定提供了重要基础,同时也为实现红螯螯虾性别调控提供参考。