本研究由Hui Luo、Yu Li、Shuqing Zheng、Jian Zhou、Xinxi Zou、Chuangju Li、Huan Ye、Zhe Li、Chaowei Zhou、Guangjun Lv、Shijun Xiao和Hua Ye等多位研究者共同完成，研究机构包括西南大学、重庆市水产科学重点实验室、中国水产科学研究院长江水产研究所等。该研究于2022年5月25日发表在《Aquaculture》期刊上，论文标题为《Identification of male sex-specific markers using genome re-sequencing in the Chinese longsnout catfish Leiocassis longirostris》。
中国长吻鮠（Leiocassis longirostris）是中国重要的经济鱼类之一，具有显著的性别二态性，雄性生长速度明显快于雌性。为了提高长吻鮠的养殖效益，开发性别控制技术成为关键。然而，长吻鮠的性别决定机制尚不明确，且其性染色体无法通过传统的细胞遗传学方法识别。因此，本研究旨在通过全基因组重测序技术开发性别特异性DNA标记，以加速长吻鮠的性别控制技术发展。
研究分为多个步骤，具体如下：
样本收集与DNA提取
研究从四川眉山的养殖场收集了30只健康的长吻鮠成鱼（15雌、15雄），用于全基因组重测序。此外，还从成都、宜宾和石首三个地区收集了其他种群用于验证性别特异性标记。样本的性别通过性腺检查确定，并采集尾鳍组织用于DNA提取。DNA提取采用标准的氯仿-异戊醇提取法，并使用Nanodrop™ One分光光度计和Qubit® 3.0荧光计检测DNA质量和浓度。
全基因组重测序
对眉山种群的30个个体（15雌、15雄）进行全基因组重测序。文库构建采用300-500 bp插入片段，并在Illumina HiSeq 4000平台上进行PE150模式测序。原始数据通过FastQC进行质量控制，去除低质量序列后获得高质量数据。
性别决定区域的鉴定
使用BWA-MEM软件将高质量数据与长吻鮠基因组进行比对，并通过GATK软件包进行SNP（单核苷酸多态性）调用。通过分析性别特异性SNP，鉴定出长吻鮠的性别决定区域位于第7号染色体（chr 7）的前18 Mb区域，共发现了2472个与性别相关的SNP位点。
性别特异性标记的开发与验证
在性别决定区域中，设计了6对引物用于PCR扩增，其中3对引物在雄性个体中表现出特异性条带。这些标记位于chr 7的1,125,555、1,127,332和1,130,404位点。通过PCR扩增和琼脂糖凝胶电泳，验证了这些标记在眉山、成都、宜宾和石首种群中的性别预测准确率均达到100%。此外，标记3位于ACAP1基因内，该基因可能与长吻鮠的性别决定或分化有关。
重测序数据分析
研究共获得了120.62 Gb（雌性）和117.89 Gb（雄性）的高质量数据，平均覆盖深度为9.67×。通过全基因组关联分析（GWAS），鉴定出38,444个SNP位点符合XX/XY性别决定系统，其中10,982个位点位于chr 7上。
性别特异性标记的鉴定
研究成功开发了3个雄性特异性标记，分别位于chr 7的1,125,555、1,127,332和1,130,404位点。这些标记在雌性个体中表现为单一条带，而在雄性个体中表现为双条带，表明长吻鮠的性别决定系统为XX/XY型。
标记的验证
在眉山、成都、宜宾和石首种群中，这3个标记的性别预测准确率均达到100%，表明这些标记在不同地区种群中具有广泛适用性。
本研究通过全基因组重测序技术成功鉴定了长吻鮠的3个雄性特异性标记，并验证了其在不同种群中的高准确率。研究结果表明，长吻鮠的性别决定系统为XX/XY型，且第7号染色体可能为其性染色体。这些标记的开发为长吻鮠的性别控制育种提供了重要工具，未来可用于全雄性种群的培育，从而提高养殖效益。
高效、简单的性别特异性标记开发方法
本研究提出了一种基于全基因组重测序的高效、简单的方法，可用于鉴定性别特异性标记，并为其他鱼类的性别决定研究提供了参考。
ACAP1基因的潜在作用
标记3位于ACAP1基因内，该基因可能参与长吻鮠的性别决定或分化，为未来的基因功能研究提供了重要线索。
广泛适用性
开发的性别特异性标记在多个地区种群中均表现出高准确率，表明其具有广泛的适用性，可用于不同地区的长吻鮠养殖。
本研究还提出了一种基于全基因组重测序的性别决定区域鉴定方法，该方法不仅适用于长吻鮠，还可推广到其他鱼类物种的性别决定研究中。此外，研究结果为进一步探索长吻鮠的性别决定机制和性别相关基因的功能提供了重要基础。
通过本研究，长吻鮠的性别控制育种技术将得到显著提升，为水产养殖业的可持续发展提供了重要支持。