近日，国际细胞生物学Top期刊 Cell Communication and Signaling（JCR一区，IF=8.9）在线发表了海水鱼类繁育与生物技术研究团队的最新研究成果，论文题为“Dose-Dependent Role of AMH and AMHR2 Signaling in Male Differentiation and Regulation of Sex Determination in Spotted knifejaw (Oplegnathus punctatus) with X₁X₁X₂X₂/X₁X₂Y Chromosome System” 。该研究以斑石鲷（Oplegnathus punctatus）为研究对象，围绕其特有的复合性染色体系统（X₁X₁X₂X₂/X₁X₂Y）展开，系统解析了其性染色体的鉴定、性别决定相关基因的筛选与功能验证，首次深入揭示了AMH/AMHR2信号通路在雄性性别分化中的剂量依赖性作用。研究系统阐明了复合性染色体系统鱼类的性别决定及分化调控机制，为理解融合型Y染色体在鱼类性别决定中的功能提供了关键证据。

图1 斑石鲷性别决定研究概述

研究团队通过前期研究发现斑石鲷具有雌雄生长二态性特征，且在染色体组成上表现出显著差异：雄性个体染色体数为2n=47，较雌性（2n=48）少一条，并携带一条体型异常的巨型染色体，构成一种特殊的复性染色体性别决定系统（X₁X₁X₂X₂/X₁X₂Y），为探索鱼类性别决定与分化机制提供了独特研究模型。为破解斑石鲷复合性染色体系统下性别分化调控机制，研究团队整合全基因组扫描、群体进化选择性分析、GWAS分析及性腺转录组等多组学贯通方法，构建了斑石鲷的性别决定与分化调控候选基因图谱，系统锚定出包括 amhr2、wnt4、wnt7a、wnt7b、cyp19b和 wt1a 在内的6个定位于异型染色体的核心基因，并筛选出212个差异表达基因与3392个性别相关基因（P<0.05），为深入解析性别决定与分化调控通路提供关键基因资源。

研究发现位于雄性异型染色体上amhr2基因在斑石鲷性别分化中的核心调控作用尤为突出，其在斑石鲷发育关键期（35 dph）显著高表达，并持续上调。基于三代全长转录测序发现，斑石鲷雄性个体具有三种amhr2转录本（amhr2ay、amhr2by、amhr2cy），而雌性仅有一种（amhr2a），形成典型的性别转录二态性模式；蛋白结构预测与分子对接分析进一步显示，雄性特异性转录本amhr2cy与其配体Amh的结合能力最强。RT-PCR结果证实amhr2在精巢中高度特异表达，且amhr2cy为主表达形式，其表达差异从5 dph即开始显现，为性别命运早期决定提供了分子证据。通过RNAi干扰与基因过表达实验，研究团队首次系统性验证了amhr2在雄性性别决定中的功能定位。敲降amhr2不仅导致雄性关键基因（dmrt1、amh、sox9a、sox9b）表达系统性下降，还显著上调雌性通路因子（foxl2、wnt4、cyp19a、cyp19b）；反之，amhr2过表达则激活雄性通路，并对雌性通路也有一定促进作用，反映其可能参与剂量补偿机制调节性别分化命运。

综上所述，本研究提出斑石鲷的amhr2基因通过性别特异的转录二态性及配体结合效率差异，产生剂量补偿效应，从而驱动性别分化路径分岔。amhr2在雄性性别分化窗口期（35–60 dph）持续高表达，进而激活斑石鲷雄性通路核心基因sox9b、dmrt1和 hsd11b2，促进睾酮向11-KT的转化，最终推动雄性发育的稳定化与完成。研究成果不仅丰富了鱼类性别决定与分化的理论体系，也为斑石鲷等雄性优势性状的性别控制育种提供了重要的理论支撑，对推动高效苗种生产技术体系的建立具有重要意义。

图2 斑石鲷amhr2转录本剂量效应及性别分化调控通路

水产品种创制与高效养殖全国重点实验室（中国科学院海洋研究所）为文章第一完成单位，已毕业博士研究生赵海霞为论文第一作者，肖永双研究员和李军研究员为文章共同通讯作者。该研究得到了中国科学院海洋大科学研究中心重点部署项目（前沿交叉类）、国家自然科学基金面上项目和国家重点研发计划等项目联合资助。

论文信息：

Haixia Zhao, Jun Li*, Zhizhong Xiao, Yongshuang Xiao*. Dose-dependent role of AMH and AMHR2 signaling in male differentiation and regulation of sex determination in Spotted knifejaw (Oplegnathus punctatus) with X₁X₁X₂X₂/X₁X₂Y chromosome system. Cell Communication and Signaling, 2025, 23: 59. https://doi.org/10.1186/s12964-025-02038-w.

Haixia Zhao, Yongshuang Xiao*, Zhizhong Xiao, Yanduo Wu, Yuting Ma, Jun Li*, Angel Herrera-Ulloa. Genome-wide investigation of the dmrt gene family sheds new insight into the regulation of sex differentiation in spotted knifejaw (Oplegnathus punctatus) with fusion chromosomes (Y). International Journal of Biological Macromolecules. 2024, 257: 128638.

论文链接：

https://biosignaling.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12964-025-02038-w