基于ndc80基因内含子插入缺失多态性的条石鲷分子性别鉴定系统开发及其在水产育种中的应用

本研究发现条石鲷（Oplegnathus fasciatus）ndc80基因内含子区域存在雄性特异性541 bp插入变异（3 bp+538 bp），基于此开发出单对引物PCR鉴定技术：雄性产生208 bp/749 bp双条带，雌性仅产生208 bp条带。该技术通过常规琼脂糖凝胶电泳即可实现高效性别鉴定，为性控育种提供关键技术支撑，同时为鱼类性别决定机制研究提供新视角（X1X1X2X2/X1X2Y系统）。

Highlight

Experimental samples

24尾条石鲷个体（雌雄比1:1）取自山东海禾水产育种公司。解剖后取肌肉组织样本，立即用液氮速冻备用。另采用青岛（20尾）和舟山（28尾）群体样本验证所开发标记在不同地理群体的适用性。

DNA extraction

使用标准酚-氯法从肌肉组织中提取基因组DNA，经纳米滴度和1%琼脂糖凝胶电泳检测浓度与质量。

Results of collinearity analysis of male and female O. fasciatus, Epinephelus awoara, and Epinephelus polyphekadion

对条石鲷雌雄个体及云纹石斑鱼（Epinephelus awoara）、清水石斑鱼（Epinephelus polyphekadion）进行全基因组共线性分析。结果与既往研究一致：条石鲷雄性9号染色体与雌性8号染色体呈现高度共线性（Xiao et al., 2020; 2024）。同时，我们发现ndc80基因内含子变异位点定位于雄性条石鲷9号染色体、雌性8号染色体，以及云纹石斑鱼3号染色体和清水石斑鱼5号染色体。

Discussion

通过全基因组扫描，本研究在条石鲷ndc80基因内含子区域鉴定到雄性特异性插入变异。基于此开发出新型性别鉴定分子标记，不仅丰富了条石鲷性别决定机制研究内容，更为该物种人工育种与养殖实践提供了实用工具。

ndc80基因编码纺锤体检查点核心蛋白，在有丝分裂中调控染色体正确分离。近期研究表明该基因在减数分裂过程中同样发挥关键作用，可能通过影响性染色体行为参与性别决定通路。在斑马鱼等模式鱼类中，ndc80基因突变会导致配子发生异常与性别比例失衡，暗示其与性腺发育存在潜在关联。

本研究首次在鱼类性别鉴定中报道ndc80基因多态性，为探索非模式鱼类性别决定机制开辟新方向。该雄性特异性插入片段可能通过改变内含子剪切模式或染色质三维结构，影响ndc80基因表达时序与空间分布，最终导致性别二态性表型。

Conclusion

通过PacBio长读长测序与比较基因组学分析，我们在条石鲷ndc80基因内含子区域鉴定到雄性特异性541 bp插入片段，使得Y染色体变体（749 bp）与X染色体变体（208 bp）产生分化。采用特异性引物PCR可稳定产生性别二态性条带模式——雄性同时产生208 bp/749 bp条带，雌性仅产生208 bp条带，通过标准琼脂糖凝胶电泳即可实现快速可靠的性别鉴定。