动物的性别决定被誉为进化生物学的皇后科学问题，鱼类的性别决定方式几乎涵盖了脊椎动物所有的类型，发掘鱼类的性别决定基因并揭示其作用机理，对于阐明动物性别决定机制具有重要的理论意义。鲤科鱼类是世界淡水鱼类中种类最丰富、分布最广泛的类群，在物种起源和生物系统演化中具有非常重要的地位。然而，鲤科鱼类经历了额外的全基因组复制，形成了复杂的多倍化基因组，使其性别决定基因的鉴定极具挑战性，迄今还未见功能确证的鲤科鱼类性别决定基因报道。

性别决定基因的确证须遵循严格的科学标准，包括涵盖性别特异性遗传特征、性别决定关键期的时空表达特征、功能缺失与获得导致性逆转的完整证据链，以确立其在性别命运决定中的主导作用。经过十多年的探索研究，上海海洋大学胡炜教授团队与中科院水生所等单位开展合作，以鲤科代表物种黄河鲤为对象，发现了鲤科鱼类的首个性别决定主效基因，这是一个此前未见任何研究报道的新基因。为此，团队以中国古代神话中体现雄性力量的代表和开天辟地起始功能的“盘古（pangu）”命名该新基因，寓意其在决定鱼类雄性发生、开启雌雄发育命运的关键功能。

研究团队结合基因组和群体基因组重测序筛选到一个雄性特异DNA片段，并从该片段中锁定一个编码基因pangu。研究发现pangu表达于雄鲤精巢分化早期，敲除pangu的雄鲤会发生雄性向雌性的性逆转，在雌鲤中表达pangu则能够诱导雌性向雄性的性逆转。pangu的特征完全符合性别决定主效基因判定的“金标准”，pangu就是黄河鲤的性别决定主效基因。研究还发现，pangu决定性别的分子机制可能是通过抑制cyp19a1a介导的雌性分化通路而实现。此外，研究团队还在红鲤、锦鲤、德国镜鲤等鲤属物种中发现了pangu及其雄性性别决定功能的保守性，提示pangu可能是鲤属鱼类共有的主效性别决定基因。

10月10日，相关研究成果以“A helix–loop–helix gene orchestrates male fate in common carp”为题发表于《Science Advances》。上海海洋大学博士后陈贶新和水生所副研究员陈戟为共同第一作者，上海海洋大学/中科院水生所胡炜教授、中科院水生所朱作言院士、浙江万里学院葛楚天教授、加拿大渥太华大学Vance L. Trudeau教授为共同通讯作者，研究工作得到了何舜平院士等专家的指导和帮助。该研究得到国家自然科学基金重点基金和创新研究群体等项目资助。

论文链接： https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aeg3698#bibliography

图1  pangu呈现雄性特异表达模式

图2  pangu功能缺失导致遗传雄鲤发生由精巢向卵巢的性逆转

图3  pangu功能获得导致遗传雌鲤发生由卵巢向精巢的性逆转

图4  pangu决定鲤性别的作用模式

（供稿：水产与生命学院）