斑点海鲈(Lateolabrax maculatus)雌激素和雄激素信号通路的foxl2与foxl2l差异性调控机制解析

　　本研究针对鱼类性别分化关键调控因子foxl2/foxl2l的激素调控机制不明问题，通过分子进化分析、双荧光素酶报告系统(BiFC)等技术，首次揭示斑点海鲈中雌激素通过ER1/ER2a上调foxl2/foxl2l表达，而雄激素通过AR抑制其活性的分子通路，发现foxl2特异性激活cyp19a1a(芳香化酶基因)、foxl2l调控fbxo47的差异化功能，为水产养殖性别控制提供新靶点。

　　

在鱼类养殖业中，性别控制是提高经济效益的核心技术。斑点海鲈作为我国年产量超24万吨的重要经济鱼种，其雌性成熟期比雄性晚1-2年，严重制约育种效率。虽然已知fox基因家族成员foxl2和foxl2l在性腺发育中起关键作用，但不同鱼类中这两个基因的表达模式存在"雌雄颠倒"的物种差异，其如何响应雌激素(E2)和雄激素(DHT)调控仍存争议。更棘手的是，性激素受体(ER/AR)与foxl2/foxl2l的调控关系尚未阐明，导致无法针对性开发性别调控技术。

中国海洋大学的研究团队通过系统研究，在《Aquaculture》发表论文揭示了这一调控网络的分子机制。研究首先利用基因组数据库筛选和系统进化分析鉴定出斑点海鲈的4个foxl基因；通过qRT-PCR和原位杂交明确foxl2/foxl2l在卵巢颗粒细胞的优势表达；结合离体激素处理实验，发现E2上调而DHT抑制这两个基因；进一步采用双荧光素酶报告基因系统证明ER1增强foxl2l、ER2a激活foxl2，而ER2b和AR均抑制两者；最后通过BiFC技术首次捕获Er1与Foxl2的物理相互作用。

关键实验技术包括：基于PRJNA407434基因组的生物信息学分析、性腺组织qRT-PCR、原代细胞激素处理(10^-7
?M E2/DHT)、双荧光素酶报告系统验证启动子活性、双分子荧光互补(BiFC)检测蛋白互作。样本来自同一养殖场的性腺分化期幼鱼(体长15±2?cm)。

研究结果方面：

1. "Four foxl genes with highly conserved structures were identified in spotted sea bass"
   通过13个物种的系统进化树证实，斑点海鲈foxl2/foxl2l分别聚类到哺乳动物FOXL2和鱼类特有foxl2l分支，二者均含有保守的Forkhead结构域。

2. "Expression patterns of er1 and er2a aligned with foxl2 and foxl2l following estrogen treatment"
   激素处理实验显示，E2使睾丸中foxl2表达量提升3.2倍，而DHT使其降低67%。ER1/ER2a表达与foxl2/foxl2l呈正相关，ER2b则呈负相关，暗示受体亚型功能分化。

3. "foxl2 activated cyp19a1a and lhcgr promoters but not fbxo47"
   启动子活性实验揭示foxl2特异性结合cyp19a1a(芳香化酶基因)启动子使荧光素酶活性提升4.5倍，而foxl2l主要调控fbxo47(卵母细胞成熟相关E3泛素连接酶基因)。

讨论指出，该研究首次绘制出"激素-受体-foxl-下游基因"的完整调控通路：E2通过ER1/ER2a激活foxl2/foxl2l→foxl2促进雌激素合成(cyp19a1a)、foxl2l调控卵泡成熟(fbxo47)；而DHT通过AR直接抑制foxl2/foxl2l，形成性别发育的分子开关。这一发现不仅解释了不同鱼类中foxl2l表达模式差异的分子基础(受体亚型占比不同)，更为通过调控ER/AR比例实现性别控制提供了理论依据。研究建立的BiFC技术体系，为核受体-转录因子互作研究提供了新方法。

该成果对水产育种具有双重价值：一方面，可通过早期添加ER1/ER2a激动剂促进雌性化，缩短成熟周期；另一方面，针对fbxo47的调控机制可为提高卵母细胞质量提供新思路。研究团队特别指出，下一步将开发基于ER2a特异性激活剂的性别控制饲料添加剂，推动研究成果转化应用。