程 翠，曲憲成

（上海海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院，上海201306）

黃鱔（Monopterus albus），隸屬硬骨魚綱（Osteichthyes）輻鰭亞綱（Actinopterygii）合鰓目（Synbranchiformes）合鰓科 （Symbranchidae）黃鱔屬（Monopterus），為溫?zé)釒У~類。它不像其他動(dòng)物那樣終生屬于一個(gè)性別，一般認(rèn)為它第一次性成熟為雌性，以后逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樾坌?，其中間轉(zhuǎn)變階段叫雌雄間體，這種由雌到雄的轉(zhuǎn)變叫性逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

長(zhǎng)期以來，人們過量地捕捉野生黃鱔以及黃鱔生活的水域環(huán)境由于大量施用農(nóng)藥等原因，生態(tài)條件受到嚴(yán)重破壞，其自然資源已日益下降，不能很好地滿足市場(chǎng)對(duì)養(yǎng)殖所需苗種的需求[1]。在一定程度上，明確黃鱔性逆轉(zhuǎn)機(jī)理將有助于解決黃鱔苗種問題。因此很多研究工作者從各個(gè)方面對(duì)黃鱔的性逆轉(zhuǎn)進(jìn)行了研究，筆者主要從組織學(xué)、內(nèi)分泌學(xué)和分子生物學(xué)等水平上概述黃鱔性逆轉(zhuǎn)的研究現(xiàn)狀。

1 性逆轉(zhuǎn)時(shí)性腺的組織學(xué)研究

黃鱔為相隨性雌雄同體，且是雌性先熟型雌雄同體，即從胚胎到第一次性成熟期都是雌性，雌性性成熟產(chǎn)卵后，卵泡敗育，卵巢逐漸退化，同時(shí)，分布于生殖腺上的原始精原細(xì)胞開始生長(zhǎng)發(fā)育，形成精小囊，此時(shí)殘留的雌性生殖細(xì)胞與發(fā)育的雄性生殖細(xì)胞共同存在于生殖囊腔內(nèi)，為雌雄間性發(fā)育階段，然后向雄性過渡，這一發(fā)育過程是單向的，即發(fā)生性變化后不再由雄性個(gè)體逆返為雌性個(gè)體[2]。

肖亞梅[3]實(shí)驗(yàn)證實(shí)，黃鱔生殖腺初始發(fā)生時(shí)，最早形成兩條獨(dú)立的生殖腺體，在發(fā)育過程中這兩條生殖腺的系膜合并，但兩生殖腺的腺體部分仍是分離的。結(jié)果還指出，無論是在雌性發(fā)育階段，還是性轉(zhuǎn)變?yōu)樾坌院?，這兩條生殖腺的腺體部分在結(jié)構(gòu)和功能上皆保持相互獨(dú)立的狀態(tài)，均具有正常的生殖功能。原始生殖細(xì)胞的命運(yùn)由它們?cè)谏诚亳拗械奈恢盟鶝Q定，發(fā)育為卵原細(xì)胞的原始生殖細(xì)胞位于生殖褶的外周部分，而那些后來發(fā)育成精原細(xì)胞的原始生殖細(xì)胞則在生殖褶的較中間部分。

關(guān)于性別變化過程中生殖細(xì)胞的來源，Shapiro[4]認(rèn)為有兩種可能：一是在初始性腺發(fā)育時(shí)，就存在著一個(gè)靜止的、具有雙潛能性的細(xì)胞庫(kù)。性變化發(fā)生時(shí)，這些細(xì)胞分化為適宜的生殖細(xì)胞；二是在發(fā)育早期，產(chǎn)生兩套分化了的細(xì)胞，并共存于一成體性別中，當(dāng)?shù)诙滓逊只募?xì)胞增殖并擴(kuò)散到整個(gè)性腺時(shí)，就發(fā)生了性的變化。顯然肖亞梅支持上述第二種觀點(diǎn)。而呂道遠(yuǎn)[5]在對(duì)黃鱔性腺自然逆轉(zhuǎn)過程中vasa基因的表達(dá)進(jìn)行分析研究的結(jié)果表明，黃鱔的雄性生殖細(xì)胞可能起源于雌性階段卵巢被膜中的原始生殖細(xì)胞，則傾向于上述第一種觀點(diǎn)。

隨著研究的深入，關(guān)于黃鱔的生殖腺發(fā)育狀況有了一種新的報(bào)道，即黃鱔個(gè)體生殖腺內(nèi)同時(shí)具有產(chǎn)后卵巢和產(chǎn)后精巢結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象[6]。

2 性逆轉(zhuǎn)的內(nèi)分泌學(xué)研究

一些學(xué)者通過對(duì)黃鰭性腺和垂體的形態(tài)和分泌功能的研究后，認(rèn)為下丘腦-垂體軸在性逆轉(zhuǎn)的引發(fā)中可能具有重要作用，同時(shí)指出性類固醇激素和促性腺激素是誘發(fā)黃鱔性逆轉(zhuǎn)的可能因素[7]。從這些方面出發(fā)，許多學(xué)者進(jìn)行了以下各項(xiàng)研究。

2.1 性逆轉(zhuǎn)與血清蛋白的關(guān)系

鄒紀(jì)興[8]采用聚丙烯酰胺凝膠電泳方法對(duì)黃鱔的血清蛋白進(jìn)行分析顯示：雌雄間體的黃鱔血清蛋白組分比雌雄單體的組分有所增加，增加的組分位于正負(fù)極之間的球蛋白部分，這一現(xiàn)象可能是由于在逆轉(zhuǎn)過程中雌雄兩性的性激素同時(shí)存在，它們同時(shí)影響著機(jī)體蛋白質(zhì)的代謝，增強(qiáng)了蛋白質(zhì)的合成，從而增加了血清中蛋白質(zhì)的組分。而雄鱔中存在著一種分子量不同于雌性、種類更多的蛋白質(zhì)，從電泳圖上它位于負(fù)極一端，且分子量較大，是一類糖脂蛋白，這種糖脂蛋白從電泳及掃描圖上看，雌鱔中幾乎沒有。雌雄間體早期開始出現(xiàn)，此后逐漸增加，性逆轉(zhuǎn)后的雄鱔血清蛋白質(zhì)中糖脂蛋白的含量達(dá)到最高值，無疑這種雄性特異的糖脂蛋白類與黃鱔性逆轉(zhuǎn)之間存在著一定的關(guān)系，但它是性逆轉(zhuǎn)的啟動(dòng)因子或輔助因子，還是性逆轉(zhuǎn)后的結(jié)果，還有待研究[9]。

2.2 性逆轉(zhuǎn)與性腺蛋白的關(guān)系

宋平等[11]采用聚丙烯酰胺梯度膠電泳方法，對(duì)262尾黃鱔的性腺蛋白進(jìn)行了分析，結(jié)果表明雌性黃鱔隨著性腺的成熟性腺蛋白組分有所增多，相反雄性黃鱔隨著性腺的成熟其性腺蛋白組分有所減少；間性期性腺蛋白組分明顯增加，其增加的蛋白帶為一組位于凝膠偏負(fù)極端、分子較相近的蛋白分子，性逆轉(zhuǎn)時(shí)精巢的組建可能與這組蛋白的調(diào)節(jié)有關(guān)。

2.3 內(nèi)源性激素與黃鱔自然性逆轉(zhuǎn)的關(guān)系

陶亞雄等[11-12]認(rèn)為下丘腦—腦垂體系統(tǒng)可能在誘發(fā)黃鱔性轉(zhuǎn)變過程中起極其重要的作用，并且指出促性腺激素釋放激素（GnRH）是一個(gè)關(guān)鍵的因子。黃鱔垂體中有兩種類型的促性腺激素（GTH）分泌細(xì)胞[13]，分別分泌卵泡刺激素（FSH）和促黃體素釋放激素（LH）。雌鱔垂體的LH活性可觸發(fā)間質(zhì)細(xì)胞的發(fā)育，還可能觸發(fā)靜止的精原細(xì)胞的發(fā)育，從而促其自然性轉(zhuǎn)變[14]。而哺乳動(dòng)物的LH和FSH也可以誘導(dǎo)黃鱔間質(zhì)細(xì)胞和其他雄性精原細(xì)胞提前發(fā)育[15]。

對(duì)黃鱔血清睪酮（簡(jiǎn)稱T）和雌二醇（簡(jiǎn)稱E2）的含量周年測(cè)定表明，雌性黃鱔血清T值在繁殖季節(jié)前期2～3個(gè)月平均含量高，而沒有性逆轉(zhuǎn)的魚類此時(shí)卻很低，原因是黃鱔的卵巢內(nèi)精巢組織開始分化，同樣在繁殖季節(jié)后兩個(gè)月血清T含量較高，也與卵巢內(nèi)精巢組織分化有關(guān)；雄性黃鱔血清E2水平在5月份高于T值，這與性腺中殘留的卵巢繼續(xù)分泌E2有關(guān)[16]。石瓊等[17]提出黃鱔體內(nèi)各組織中褪黑激素水平皆顯示出生殖季節(jié)性變化，褪黑激素對(duì)黃鱔血清性T和E2水平具有一定的刺激作用，并且褪黑激素影響黃鱔性腺發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)間可能是性腺靜止期（IV期或之前）。

性類固醇激素也對(duì)黃鱔性轉(zhuǎn)變有影響，雌鱔具有較低的雄激素合成能力，性改變?cè)缙谛奂に睾铣闪咳匀缓苌?，大部分是雄烯二酮；而在雄性期，約三分之一的代謝產(chǎn)物是11-酮睪酮，還有較多的腎上腺雄酮，說明性轉(zhuǎn)變時(shí)類固醇激素也發(fā)生變化。另外，雄烯二酮在產(chǎn)卵前雌性期和性轉(zhuǎn)變?cè)纭⒅衅谘獫{中的水平明顯升高，而在性改變后期和雄性期又迅速下降。因此，其也可能與黃鱔性轉(zhuǎn)變有關(guān)[18]。

2.4 外源激素對(duì)黃鱔性逆轉(zhuǎn)的影響

2.4.1 雌性激素 雌性激素可誘導(dǎo)魚類雌性化，阻礙黃鱔性逆轉(zhuǎn)。趙云芳等在研究激素誘導(dǎo)黃鱔性轉(zhuǎn)化時(shí)，利用乙烯雌酚注射產(chǎn)卵后的鱔魚，發(fā)現(xiàn)鱔魚卵巢繼續(xù)發(fā)育，雌激素推遲了黃鱔性逆轉(zhuǎn)期，使其再次產(chǎn)卵。而用乙烯雌酚注射未產(chǎn)卵的雌鱔，用藥的試驗(yàn)組均比對(duì)照組生長(zhǎng)更快，體重增加，而且卵巢大，懷卵量多。因此得出結(jié)論，雌激素對(duì)黃鱔有加快生長(zhǎng)，推遲性轉(zhuǎn)化，激發(fā)雌性發(fā)育，增加產(chǎn)鱔苗的作用[19]。

2.4.2 雄性激素 據(jù)Tang等報(bào)導(dǎo)多種雄性激素（甲基睪酮、睪酮和11-酮睪酮）均對(duì)成鱔提早性轉(zhuǎn)化無效。但對(duì)黃鱔胚胎后期以及仔鱔進(jìn)行雄激素處理，可以促使黃鱔提早性轉(zhuǎn)換[19]。一般雄鱔成熟時(shí)間為2～3 a，而經(jīng)過處理的黃鱔不需經(jīng)過雌鱔產(chǎn)卵這個(gè)環(huán)節(jié)，幾個(gè)月至一年時(shí)間就可獲成熟雄鱔。但相對(duì)金魚、羅非魚100%的轉(zhuǎn)化率，黃鱔的轉(zhuǎn)化率就很低了，原因還有待繼續(xù)研究試驗(yàn)。

2.4.3 其他激素 石瓊等[17]在褪黑激素對(duì)黃鱔性腺發(fā)育影響研究中，發(fā)現(xiàn)處于不同性腺發(fā)育時(shí)期的黃鱔對(duì)外源褪黑激素的反應(yīng)存在生殖季節(jié)性差異，褪黑激素對(duì)IV期或IV期之前黃鱔的性腺發(fā)育有劑量依存的促進(jìn)和抑制的雙重調(diào)節(jié)作用，低劑量促進(jìn)性轉(zhuǎn)變，高劑量抑制性轉(zhuǎn)變。但對(duì)排卵前期（V期）個(gè)體沒有顯著影響。此外，陶亞雄等[14]利用鯉魚垂體勻漿，人絨毛膜促性腺激素和鮭魚促性腺激素釋放激素類似物等幾種外源性激素注射，結(jié)果均增加了黃鱔血清性類固醇激素的水平，說明GnRH對(duì)雌鱔GTH有影響。但有關(guān)GnRH調(diào)控作用的詳細(xì)機(jī)理還有待進(jìn)一步的研究。

3 黃鱔性逆轉(zhuǎn)在基因表達(dá)水平上的研究

3.1 SRY/sry基因

張勇等以人和鼠的SRY片段為探針與黃鱔基因組DNA進(jìn)行雜交，發(fā)現(xiàn)雌雄黃鱔中均有相同的雜交帶，用1對(duì)SRY基因保守區(qū)HMGbox引物，在雌雄黃鱔的基因組DNA中，均擴(kuò)增出200bp的片段，將此片段克隆測(cè)序后，發(fā)現(xiàn)雌雄個(gè)體中，此片段僅相差1個(gè)堿基，且與人的SRY基因HMG盒基因極為相似。以該片段與雌雄個(gè)體的RNA進(jìn)行Northern雜交，未能檢測(cè)到雜交帶，RT-PCR反應(yīng)擴(kuò)增出微弱的200 bp片段，表明在雌雄黃鱔的基因組DNA中均存在SRY同源片段，黃鱔中的SRY同源片段可能與其性別無直接關(guān)系，而是具備其他功能[20]。

3.2 Dmrt1基因

Dmrt1基因幾乎在所有后生動(dòng)物的性別發(fā)育機(jī)制中都存在，是目前為止唯一己知的在各個(gè)進(jìn)化地位的物種中都參與了性別發(fā)育過程的基因。黃曉等利用mRNA組織原位雜交發(fā)現(xiàn)黃鱔的Dmrt1基因在生殖褶的某些細(xì)胞中表達(dá)，而在生殖細(xì)胞中沒有表達(dá)。根據(jù)進(jìn)化保守性分析，認(rèn)為在黃鱔中Dmrt1基因與性腺結(jié)構(gòu)的形成、生殖細(xì)胞的產(chǎn)生和分化有關(guān)。在不同性別的性腺中，四種不同形式的轉(zhuǎn)錄本的相對(duì)定量分析表明黃鱔Dmrtl基因具有不同的表達(dá)模式：雌性為rDmrtl d>rDmrtl a>rDmrtl c>rDmrtl b，間性為 rDmrtl a>rDmrtl c>rDmrtl d>rDmrtl b，雄性為 rDmrtl a>rDmrtl b>rDmrtl d>rDmrtl c，這種表達(dá)模式的變化一定程度上反映了黃鱔的性別反轉(zhuǎn)的生理過程[21]。

3.3 核糖體蛋白基因

商璇等[22]采用高密點(diǎn)陣技術(shù)從黃鱔雄性性腺cDNA文庫(kù)中獲得8個(gè)克隆，序列分析和BLAST結(jié)果顯示，它們編碼的蛋白質(zhì)分別與40 S核糖體蛋白 S4、S9、S16、S17、S20 和 60 S 核糖體蛋白 L7、L18a、L29高度同源。根據(jù)黃鱔核糖體蛋白序列和其他物種的相應(yīng)同源序列構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)生樹顯示：核糖體蛋白基因在進(jìn)化中高度保守，核糖體蛋白基因不僅可作為分子進(jìn)化分析的有利工具，而且從它們的表達(dá)模式顯示核糖體蛋白基因除具有看家基因的功能外，很有可能參與包括性腺分化等過程的發(fā)育調(diào)控。

3.4 芳香化酶基因

Liu等[23]利用熒光定量技術(shù)分析了芳香化酶基因P450arom和P45011β在黃鱔不同發(fā)育時(shí)期的性腺中表達(dá)量，結(jié)果顯示P450arom在卵巢中大量表達(dá)，在間期性腺中表達(dá)量明顯減弱，而在精巢中幾乎不表達(dá)；P45011β的表達(dá)情況則恰恰相反，其在卵巢向精巢逆轉(zhuǎn)的過程中，表達(dá)量明顯增加。此研究在一定程度上進(jìn)一步說明了類固醇在黃鱔性逆轉(zhuǎn)過程中起著重要作用，特別是P450arom和P45011β量的變化對(duì)黃鱔的性逆轉(zhuǎn)有關(guān)鍵性的調(diào)節(jié)作用。

4 結(jié)語(yǔ)

近年來，由于黃鱔資源的日趨下降，養(yǎng)殖市場(chǎng)對(duì)黃鱔苗種的需求越來越緊張，人工繁殖顯得非常重要。但黃鱔具有特殊的生理現(xiàn)象，并且在雌性時(shí)期個(gè)體小，由此所帶來數(shù)量有限的懷卵量，這給黃鱔的人工繁殖帶來不便。因此，為解決黃鱔的苗種問題，有必要明確黃鱔性逆轉(zhuǎn)的內(nèi)分泌機(jī)理，同時(shí)利用生物學(xué)等知識(shí)來改變或控制黃鱔的性別來延長(zhǎng)或者使黃鱔終生為雌性，以便滿足養(yǎng)殖行業(yè)對(duì)黃鱔苗種的需求。

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