学院李云教授团队构建首张鳜鱼卵巢单细胞图谱
鳜鱼是我国淡水特色经济鱼类,近年产业快速发展,但是种业一直是鳜鱼产业的短板,种质混杂,雌、雄性成熟不同步,雄鱼一年、雌鱼两年性成熟,导致育种工作周期长,优质苗种缺乏,苗种价格贵。因此,解析鳜卵巢发育和成熟机制,对提高卵子质量、开展生殖周期调控研究和新品种培育具有重要意义。
2025年3月14日,水产学科SCI期刊Aquaculture(中科院一区)在线发表西南大学水产工程技术研究中心李云教授鳜鱼种质创制团队题为《Single-cell resolution reveals the cell types and transcriptomic landscape ofthe ovary in mandarin fish (Siniperca chuatsi)”》(单细胞分辨率揭示鳜卵巢细胞类型和转录组图谱)的论文。该论文运用单细胞转录组测序技术(scRNA-seq)成功构建了首张鳜(Siniperca chuatsi)卵巢单细胞图谱,并运用RNA原位杂交技术进行了验证实验,为解析鳜鱼卵巢的发育及成熟机制提供了重要信息。
在这项研究中,研究人员发现鳜卵巢主要由6种细胞组成,分别是生殖细胞(Germ cell)、卵泡细胞(Follicle)、间质细胞(Stromal)、B细胞、T细胞和巨噬细胞。Monocle2分析显示,生殖细胞的发育是以生殖干细胞(GSCs)为起点向早期卵母细胞转化,发育轨迹呈现连续性。细胞聚类分析发现,5种体细胞均存在不同亚群。例如,卵泡细胞主要可以分为两个亚群,一类是前卵泡细胞,另一类是成熟卵泡细胞。T细胞分为三类,分别是CD4+、CD8+、DNT细胞。巨噬细胞分为两类,一类是高表达促炎症相关基因的促炎性巨噬细胞,另一类则是吞噬相关基因的巨噬细胞亚群。通过细胞通讯分析发现,生殖细胞和各体细胞之间存在广泛的互作关系,相关途径涉及卵子发生和卵母细胞成熟。研究提示,卵巢细胞中丰富的免疫细胞在鱼类卵巢发育及成熟中的作用不可忽视,推测其可能在鱼类卵巢季节性退化中发挥重要作用。该成果对团队正在开展的鳜鱼生殖调控研究,优质速生长江“全雌鳜”新品系(种)培育工作提供了重要参考。下图为单细胞测序scRNA-seq工作流程示意图(上),UMAP显示鳜卵巢生殖细胞的发育轨迹和标记基因RNA原位杂交验证结果(下)。
学院鳜鱼种质创制团队徐浩、李云为论文共同通讯作者,硕士研究生张思凌为论文第一作者,研究得到重庆市水产技术推广总站、重庆市水产科技创新联盟重点攻关项目、西部(重庆)科学城种质创制大科学中心培育项目、重庆市自然科学基金面上项目的支持。
近年李云教授鳜鱼种质创制团队在鳜鱼优质速生新品系(种)培育和核心技术研发应用方面不断取得重要进展,先后建立长江原种鳜本地大规模苗种培育关键技术,创制XX性逆转伪雄鳜种质,成功获得速生长江原种子代“全雌鳜”品系种质素材。目前团队正开展“全雌鳜”规模化苗种生产技术体系构建和产业化应用,运用全基因组选育技术开展复合性状“全雌鳜”新品系培育。团队阶段性成果应邀在2024年7月首届川渝鳜鱼产业发展大会、2025年1月第四届三亚国际种业科学家大会作报告交流,团队长江种源鳜鱼的遗传育种工作进展引起业界广泛关注。
供稿:徐浩
供图:徐浩
复审:陈博
终审:刘一丹