桂建芳院士两篇综述：病毒基因组与性别决定

最新一期《中国科学：生命科学》推出了鱼类生物学和生物技术专辑，著名的水生物学专家桂建芳院士也在该专辑中发表两篇综述，标题分别为：鱼类性别异形和性别决定的遗传基础及其生物技术操控，以及水产动物的病毒基因组及其病毒与宿主的相互作用。

鱼类养殖对世界食品特别是动物蛋白的持续供给做出了至关重要的贡献. 鱼类生殖对策的多样性, 特别是单性雌核生殖方式的利用已开创了鱼类遗传育种的典型范例。不少鱼类在生长和个体大小等重要经济性状上表现出显著的性别异形。性别特异分子标记的开发和性别控制生物技术的发展为增加鱼产量及其经济价值提供了重要的技术途径。随着基因组学和分子遗传学技术的迅速发展, 鱼类性别异形的遗传基础逐步被揭示, 鱼类性别决定机制及其性别决定相关基因的鉴定已经取得了重大进展。第一篇综述对此进行了概述, 以期为该领域的深入研究提供一些方向性和目标性思考。

作者指出，过去几十年来,鱼类性别决定基因和性染色体的发现进展缓慢, 主要是由于遗传信息和基因组资源短缺。最近, 高通量测序技术、鱼类基因组和转录组的大数据信息以及比较系统学方法极大地推进了鱼类性别决定遗传基础研究的节奏。

大量的性别连锁或性染色体特异的分子标记也被迅速地开发出来, 并开始在水产养殖中得到有效利用。此外, 基因打靶和编辑技术如 TALEN(transcription activator-like effector nuclease)和 CRISPR(clustered regularly interspaced short palindromic repeats)/Cas9(CRISPR-associated 9)的出现使在鱼类中进行功能性研究相对简单。可以预期, 一个关于鱼类性别异形与性别决定的遗传基础和性别控制生物技术的研究时代正在到来。

另外一篇综述则在桂建芳院士研究组20多年研究积累的基础上, 重点评述水产动物的重要病毒如虹彩病毒、疱疹病毒、呼肠孤病毒和弹状病毒的基因组遗传信息特征以及这些病毒-宿主相互作用的研究进展。

水产养殖是近30年来世界上增长最快的农业生产方式, 但病毒已成为严重威胁水产养殖可持续发展的传染性病原。近10年来, 已从水产动物中鉴定出大量不同的病原病毒, 解析了100多株水产动物病毒的基因组及其遗传特征, 并开始对这些病毒与宿主的相互作用有了系统和深入的认识。

文章列举了全基因组已测序的细胞肿大病毒:

(ⅰ) 鳜鱼(Siniperca chuatsi)传染性脾肾坏死病毒(Infectious spleen and kidney necrosis virus, ISKNV).ISKNV是一种引起鳜鱼脾、肾、颅结缔组织和心内膜细胞肥大及高死亡率的细胞肿大病毒;

(ⅱ) 真鲷虹彩病毒(Red seabream iridovirus, RSIV)是在日本和韩国不同水产养殖场引起急性、 高度接触性传染病的真鲷细胞肿大病毒
;

(ⅲ) 条石鲷虹彩病毒(Rock bream iridovirus, RBIV)是在韩国养殖条石鲷中引起疾病流行的细胞肿大病毒;

(ⅳ) 大黄鱼虹彩病毒(Large yellow croaker iridovirus, LYCIV)是一种引起大黄鱼鳃苍白、肝充血、脾和肾肥大等症状的致死性细胞肿
大病毒;

(ⅴ) 大菱鲆红体病虹彩病毒(Turbot reddish body iridovirus, TRBIV)是导致养殖大菱鲆严重系统性疾病和高死亡率的细胞肿大病毒;

(ⅵ) 赤点石斑鱼虹彩病毒(Orange-spotted grouper iridovirus, OSGIV)是引起养殖赤点石斑鱼严重系统性疾病和高死亡率的细胞肿大病毒;

(ⅶ) 条石鲷虹彩病毒中国株(Rock bream iridovirus isolate from China, RBIV- C1)是引起养殖条石鲷严重流行病的细胞肿大病毒。

最近10年来, 已从水产动物和天然水生动物中鉴定出大量不同的病原病毒, 如虹彩病毒、疱疹病毒、呼肠孤病毒和弹状病毒, 并测定分析了多数病毒的全基因组。比较基因组和系统发生分析为这些病毒的起源、 进化的遗传变化路线和跨种传播的机制提供了许多新的见解。进而, 这些病毒的基因功能研究已揭示出一些对病毒加工厂形成和病理发生至关重要的因子。

随着基因组解析及其遗传特征的阐明, 这 些病毒与其水生动物宿主的相互作用已成为研究的焦点。尤其是在病毒与水产动物宿主相互作用分子机制、鱼类抗病毒先天性免疫应答及干扰素基因鉴定等方面也取得了系列新进展。因此可以预期, 不久的将来将可研发一些有效的水产动物抗病毒途径。

文章选自生物通