鱼类性别控制育种研究进展

陶彬彬 ，胡炜 *

（1.中国科学院水生生物研究所淡水生态与生物技术国家重点实验室，武汉 430072；2.中国科学院种子创新研究院，北京 100101）

动物性别决定被誉为演化生物学中的皇后科学问题［1］。鱼类种类众多，在脊椎动物系统演化中处于承前启后的地位，目前已知有3.2万余种［2］，占到脊椎动物所有种类的一半以上。鱼类性别决定方式复杂多样，几乎涵盖了脊椎动物已知的所有性别决定类型，且存在天然性反转等独特的性别分化方式［3-4］，因此，研究鱼类性别对于阐明脊椎动物性别决定机制有重要意义。

鱼类等水产品是人类获取优质动物蛋白的重要来源。近年来，鱼类等水产品消费量不断增长［5］，但是，渔业捕捞量在20世纪80年代末即相对停滞，鱼类等水产品供应量的大幅增长主要来自于水产养殖。目前，水产养殖供应了全球一半以上的食用鱼类等水产品［6］。鱼类性别控制是水产遗传育种研究中重要的领域之一，在优良品种的培育中发挥了重要作用。鱼类性别控制在水产养殖业中的应用可概括为以下几个方面：①很多经济鱼类呈现生长速度的性别二态性，即某一种性别的个体生长速度明显更快，如鲤（Cyprinus carpioL.）、泥鳅（Misgurnusanguillicaudatus）及半滑舌鳎（Cynoglossussemilaevis）等，雌性个体生长速度明显快于雄性，而黄颡鱼（Pelteobagrus fulvidraco）、乌鳢（Channamaculata）及尼罗罗非鱼（Oreochromisniloticus）等的雄性生长速度快于雌性，因此培育生长速度更快的单性养殖品种具有重要的经济价值；②尼罗罗非鱼和大西洋鲑（Salmosalar）等鱼类在达到上市规格前，常出现提前性成熟进入繁殖期，进而影响生长，养殖单性群体可有效避免繁殖活动［7］；③某些鱼类雌雄同体且存在天然性别转换，如斜带石斑鱼（Epinephelus coioides）、黄鳝（Monopterusalbus）等，单性养殖对于其繁殖用亲鱼的管理十分必要；④某些鱼的性腺或雌性配子有重要的经济价值，如鲟的卵子等。

我国是水产养殖产量超过捕捞量的国家，水产养殖份额占世界水产养殖的2/3以上。在国家重点基础研究发展计划（973计划）、国家高技术研究发展计划（863计划）及“蓝色粮仓”科技创新重点专项等项目资助下，我国学者发掘了一批鱼类性别决定与分化的相关基因，创建了性控育种技术，并培育出具有优良性状的鱼类性控新品种，在鱼类性别控制育种的基础研究和育种实践中取得了卓有成效的成果。为此，本文对国际、国内鱼类性别决定与性别分化机制以及鱼类性别控制技术研究领域的进展进行了综述，以期为培育高产、优质和环境友好的优良养殖鱼类新品种提供理论指导和技术参考。

1 鱼类性别控制的理论基础

1.1 鱼类性别决定与性别分化

性别决定（sex determination）和性别分化（sex differentiation）既有联系又存在区别：性别决定一般指确定性别形成方向的方式，鱼类的性别决定可以广义地分为基因型性别决定、环境型性别决定及由遗传和环境因素共同决定性别；而性别分化则指未分化性腺发育为精巢或卵巢，并出现第二性征的过程，鱼类性别分化过程一般具有可塑性［8］，也正是由于这种可塑性为鱼类的性别控制提供了可能。遗传因素是鱼类性别决定与性别分化过程的内在基础，环境因素（如温度、外源性激素、pH、密度等）可不同程度地影响鱼类性别决定与性别分化过程［9］。因此，鱼类性别决定与性别分化的机制十分复杂。

鱼类的遗传性别决定可以分为染色体性别决定（chromosomal sex determination）和多基因性别决定（polygenic sex determination）两大类［3］。染色体性别决定是指性别由位于特定染色体（性染色体）上的性相关基因决定，雄性异配XX/XY和雌性异配ZZ/ZW是常见的性染色体决定型，此外，还存在 XX/XO、ZZ/ZO型以及 XX/XY1Y2、ZZ/ZW1W2、X1X2X1X2/X1X2Y、X1X2X1X2/X1X2X1等复合性染色体类型。对大约1 700种鱼类的染色体进行分析表明，仅少部分鱼类存在形态学上不同的性染色体［10］，由此表明性染色体在大多数鱼类中尚未分化。多基因性别决定指性别是由分布于不同染色体上的多个基因共同决定，多基因决定型需满足一定条件：同一物种的不同类群子代性别比例变化大；子代性别比例受亲本基因型的显著影响；子代性别比例可通过人工筛选控制［11］。目前已知斑马鱼（Daniorerio）、欧洲鲈（Dicentrarchuslabrax）及几种马拉维湖慈鲷等鱼类属于多基因性别决定类型。

环境性别决定中最为人所熟知的是温度依赖型性别决定。在爬行动物中温度依赖型性别决定已有较多报道，尤其是近几年以红耳龟（Trachemysscriptaelegans）为研究模型，对温度在性别决定中的作用机制进行了深入研究［12-13］。鱼类的温度依赖性别决定类型最早在银汉鱼（Menidiamenidia）中发现，其性别由遗传和环境因素共同控制。目前已发现多种鱼类的性别受温度调控，高温一般导致性别比例偏向雄性，如欧洲鲈、日本青鳉（Oryziaslatipes）和鲤［14-16］等；对某些鱼类低温处理会导致其性别偏向雌性，如莫桑比克罗非鱼（Oreochromismossambicus）。

1.2 鱼类性别决定与性别分化相关基因

Dmy/Dmrt1bY是日本青鳉Y染色体连锁的性别决定基因，也是鱼类中首个鉴定的性别决定基因［17］。该基因在青鳉性腺分化过程中表达于支持细胞前体细胞，能够起始青鳉精巢发育［18］，但随后的研究发现，Dmy基因并不是所有鱼类的性别决定基因。在虹鳟（Oncorhynchusmykiss）、河豚（Takifugurubripes）、牙汉鱼（Odontestheshatcheri）、吕宋青鳉（Oryziasluzonensis）、恒河青鳉（Oryzias dancena）、半滑舌鳎、尼罗罗非鱼及斑点叉尾鮰（Ictaluruspunctatus）等鱼类中分别鉴定出性别决定相关基因sdY、amhr2、amhy、gsdf、sox3、dmrt1及BCAR1［19-26］，由此表明，与哺乳类、鸟类中单一的性别决定基因不同，鱼类的性别决定基因呈现多样性。已有的研究提示，性别决定基因或性别决定机制的演化十分迅速［9］，近缘物种的性别决定基因也可能发生改变，如青鳉属中日本青鳉的性别决定基因是Dmy［17-18］，而同一属中吕宋青鳉和恒河青鳉的性别决定基因是gsdf和sox3［21，24］。同一物种不同家系的性别决定机制也可能发生改变，如斑马鱼在实验室养殖过程中演化出不同于自然环境下生长的性别决定系统。

同一基因在某些鱼类中可以被视为性别调控网络上游的主开关，具有决定性别的功能；而在其他鱼类中则可能是性别调控网络下游的性别分化因子。从目前的研究结果来看，尽管性别决定基因多种多样，但参与性别分化的基因在哺乳类、鸟类、爬行类和鱼类中却十分保守。dmrt1和amh通常参与精巢发育和精子发生过程［27-28］，而foxl2和cyp19a1a对卵巢发育和卵子发生至关重要［29-30］。dmrt1作为鸟类和半滑舌鳎的性别决定基因［23］，能够起始雄性信号通路，且日本青鳉Y染色体上的性别决定基因Dmy/Dmrt1bY［17-18］及非 洲爪蟾（Xenopuslaevis）W染色体上的性别决定基因Dmw都是由dmrt1基因复制而来［31］。dmrt1还在多种鱼类的精巢分化过程中起决定性作用［32］。dmrt1基因在罗非鱼雄性性别分化中起重要作用，在dmrt1缺失的罗非鱼精巢中，观察到严重的精巢退化表型，包括退化的精原细胞或者生殖细胞完全缺失以及类固醇生成细胞显著增殖［33］。研究发现，生殖细胞在罗非鱼dmrt1或foxl3单突变体中失去了性别可塑性，而dmrt1和foxl3双突变体中生殖细胞性别可塑性能够恢复，提示dmrt1和foxl3以拮抗的作用参与脊椎动物生殖细胞性别分化［34］。dmrt1对斑马鱼雄性性腺发育也十分重要，dmrt1缺失的斑马鱼性别偏向雌性，且所有雄性突变体都不育［27］。斑马鱼dmrt1基因缺失可拯救cyp19a1a突变体的全雄表型，提示这两个基因间可能存在制衡作用［35］。amh是另一个在脊椎动物雄性性腺分化中的重要基因，属于TGF-β超家族，主要表达于精巢支持细胞（sertoli cells）或卵巢颗粒细胞（granulosa cells），斑马鱼中敲除amh基因导致其性别比例偏向雌性，成年雄性amh突变斑马鱼表现为精巢肥大，其中一半精巢中含有未成熟的卵母细胞，表明amh具有调节雄性生殖细胞的积累并抑制卵母细胞发育或存活的功能［27］。

Foxl属于Forkhead box（Fox）蛋白家族，硬骨鱼类的foxl2基因主要在发育中的卵巢组织表达。研究证明，斑马鱼中foxl2a和foxl2b基因以接力的互作方式共同调控卵巢的发育和维持［30］。六倍体银鲫中，Cgfoxl2a-B、Cgfoxl2b-A和Cgfoxl2b-B基因协同调控银鲫的滤泡发生和卵巢发育［36］。cyp19基因编码把雄激素转化为雌激素的芳香化酶P450，雌激素在卵巢发育和维持中具有重要作用，已在多种鱼类中发现cyp19a1a基因参与卵巢发育和维持［29，37］。在尼罗罗非鱼中，Foxl2通过调节cyp19a1a表达和雌激素产生在雌性性别分化中发挥重要作用［38］，抑制或敲除foxl2或cyp19a1a均能导致其性别由雌转雄，表明foxl2和cyp19a1a在雌性性别分化中的功能十分保守。

值得注意的是，以模式鱼类斑马鱼和青鳉为对象开展的研究发现，某些鱼类生殖细胞本身参与雌性性别分化和雌性性腺维持，提示生殖细胞有雌性化作用［39］。斑马鱼bmp15基因在卵母细胞中表达，缺失bmp15基因的雌性斑马鱼在稚鱼中期向后期过渡阶段发生性逆转，bmp15突变的成年斑马鱼全部表现为可育雄性［40］，提示Bmp15可能是生殖细胞自身合成分泌并对发挥生殖细胞雌性化作用十分重要的信号分子之一。硬骨鱼类foxl3基因是由foxl2基因复制而来，在鱼类生殖细胞中表达。雌性青鳉foxl3突变体卵巢样性腺扩展的生殖上皮中产生了功能性精子，说明生殖细胞内源生成的Foxl3直接参与生殖细胞性别分化，即使在雌性性腺的细胞环境中，foxl3基因缺失的生殖细胞也会向雄性分化［41-42］。

1.3 鱼类的性别转换

自我国学者刘建康先生于1944年首次报道黄鳝存在雌雄同体及天然的性别转换现象以来，已发现超过28个科、425种硬骨鱼类存在自发性的性别转换现象［43］。性别转换包括雌性先熟，由雌转雄的鱼类，如黄鳝和斜带石斑鱼；还有雄性先熟，由雄转雌的鱼类，如黑鲷（Acanthopagrus schlegeli）和金头鲷（Sparusaurata）等鱼类。鱼类天然的性别转换现象使其成为研究性别分化机制理想且独特的试验动物模型。黄鳝和石斑鱼等鱼类的性别转换特征常导致难以实行苗种的规模化繁育，黄鳝雌性亲本一般个体较小且怀卵量少，而石斑鱼天然性反转发生的迟缓常导致雄性亲鱼缺乏［4］。因此，深入理解鱼类的天然性别转换机制，对于雌雄同体鱼类的养殖生产有重要的指导意义和应用价值。

通过分析dmrt1、sox9、cyp19a1a、gsdf及foxl2等基因在黄鳝性反转过程中的表达模式发现，这些性别分化通路基因的表达特征和黄鳝性反转发生有一定相关性，推测它们可能参与黄鳝性反转发生［44-45］。通过蛋白组和转录组分析，已获得了一些黄鳝性别分化和性反转发生相关的候选基因［46-47］。cyp19a1a基因启动子的甲基化水平在性别转换过程中逐渐增加，进而影响其表达，说明表观遗传修饰可能参与黄鳝性别转化过程［48］。在斜带石斑鱼由雌到雄的天然性别转变过程可能很大程度上受社会因素的影响［49-50］，且其体内存在的estradiol-17β/miRNA-26a/cyp19a1a信号调节反馈回路可能参与性别转变过程［51］。对性转变过程中性激素水平分析发现，11-KT含量的增加可能是斜带石斑鱼性转变起始的关键事件，hsd11b2基因在性转变早期的表达显著上调，提示hsd11b2基因可能对其性别转换具有重要作用［52］。近年来，黄鳝等性别转换鱼类全基因组序列的破译［53-54］、高效特异的基因编辑和雌核发育等技术平台的建立［55-56］为揭示雌雄同体鱼类的性别分化机制及优良种质创制提供了重要支持。

2 鱼类性别控制育种技术

2.1 生殖内分泌调控鱼类性别

鱼类性别分化发育受生殖内分泌系统的网络调控，其中性类固醇激素发挥了重要作用。早在20世纪50年代，科研人员用性激素处理模式鱼类青鳉，获得性反转的功能性雌性或雄性青鳉［57-58］。随后类似的技术被广泛用于鱼类的性别转换研究。17α-甲基睾酮（17α-methyltestosterone）是目前使用最为广泛的雄性激素，已成功将30余种遗传雌性的鱼类转换为生理雄性鱼类，包括斑马鱼、鲤、尼罗罗非鱼、斜带石斑鱼、虹鳟及孔雀鱼（Poeciliareticulata）等。17β-雌二醇（17βestradiol）是目前应用最广的雌性激素，能够将遗传雄性的鱼类转换为生理雌性鱼类，包括鲤［59］、黑鲷及蓝鳃太阳鱼（Lepomismacrochirus）等。需要注意的是，外源激素使用剂量超过特定阈值时会对鱼体存活、生长或性腺发育产生负面影响［60］，因此，用于诱导性别逆转的外源激素在起始处理时间、剂量和持续时间上需要考虑物种差异。由于直接用外源激素处理的技术来生产单性鱼苗可能存在环境风险和食品安全隐患，且该方法生产出的单性鱼在生长过程中易恢复其遗传性别导致性控失败，因此，目前水产养殖中已不再采用该技术培育单性鱼，而是首先通过外源激素诱导的生殖内分泌调控方法培育出性逆转的亲鱼，再利用此性逆转亲鱼来生产无环境和食用安全之忧的全雌或全雄苗种［61］。

2.2 种间杂交控制性别

某些鱼类通过种间杂交可以实现性别控制和单性养殖，利用此方法进行的性别控制研究主要集中在罗非鱼属［62］，例如将尼罗罗非鱼和奥尼亚罗非鱼（Oreochromisaureus）进行种间杂交获得的杂交后代主要是雄性，杂交后代不仅生长速度相比雄性亲本和雌性亲本分别提升20%和70%，还具有更好的抗病性［63］，且全雄养殖可以避免繁殖导致的养殖管理成本增加。但研究发现，尼罗罗非鱼和奥尼亚罗非鱼杂交后代中雄性比例常出现较大差异（52%～100%）［64］，这可能是由于所用亲本不纯所致，通过优化亲本可以实现后代全雄［64-65］。杂交后代性别全雄主要是2种染色体性别决定类型（尼罗罗非鱼：XX♀，XY♂；奥尼亚罗非鱼：ZW♀，ZZ♂）杂交的结果，通过多种杂交组合的观察分析，发现WY、ZX和XY个体是雄性，而ZW个体是雌性，由此得到罗非鱼两个性别决定系统间性染色体的支配关系为Y＞W＞Z＞X。同样，尼罗罗非鱼和荷那龙罗非鱼（Oreochromishonorum）、尼罗罗非鱼和巨鳍罗非鱼（Oreochromis macrochir）及莫桑比克罗非鱼和荷那龙罗非鱼杂交后代也主要是雄性［63］，且表现出明显的生长优势。

近年来，中国水产科学研究院珠江水产研究所等研究团队将超雄尼罗罗非鱼（YYn♂）与经选育的奥利亚罗非鱼雌鱼（ZW♀）杂交，在子代中获得雌鱼（WY♀），将WY雌鱼与YYn超雄罗非鱼杂交可获得雄性子代（YYa♂），从而创建了超雄（YYa）罗非鱼的自繁维持系，突破了超雄罗非鱼亲本规模化生产的技术瓶颈。以超雄（YYa）罗非鱼为父本，以经过连续5代选育的尼罗罗非鱼雌性（XX♀）个体为母本杂交，培育出全雄罗非鱼“粤闽1号”［66］，全雄罗非鱼“粤闽1号”具有优良的养殖性状，生长速度较吉富罗非鱼快23.77%，加工带皮出肉率平均提高2.54%。

2.3 人工诱导雌核发育控制性别

人工诱导雌核发育技术是单倍体卵子经异源或遗传失活的精子激活，卵子染色体加倍后完全在母本的遗传信息控制下发育，该技术在培育全雌养殖鱼类品种方面发挥了重要作用。就雌性配子同型（如XX-XY型）鱼类来说，人工诱导雌核发育的结果应该是子代全部为雌性。我国学者吴清江等［67］应用雌核发育与性反转相结合的技术，设计出一种得到大量全雌性鲤鱼个体的方法，即在得到雌核发育二倍体鱼苗后，通过外源激素处理让遗传雌性的鱼（XX♀）转变为生理雄性鱼（XX♂），再将伪雄鱼作为父本与雌性杂交，从而培育出全雌鲤新品种“丰鲤”。

人工诱导雌核发育技术已在多种淡水、海水鱼类中获得成功，包括鲤［68］、泥鳅［69］、黄鳝［56］、斑马鱼、虹鳟、半滑舌鳎和真鲷（Pagrusmajor）等。利用灭活的真鲷精子激活牙鲆（Paralichthys olivaceus）卵子，并通过冷休克法抑制第二极体排出，成功实现牙鲆的人工雌核生殖［70］。在此基础上利用高温诱导获得伪雄鱼，培育出牙鲆养殖新品种“北鲆1号”和“北鲆2号”。

自然界中存在可进行天然雌核生殖的鱼类，如银鲫（Carassiusauratusgibelio）［71］、亚马逊莫莉（Poeciliaformosa）以及某些鳅科鱼类等。中国科学院水生生物研究所研究团队发现银鲫存在异精雌核生殖生物学效应，并提出了异精雌核生殖（allogynogenesis）新概念，从而开拓了鱼类雌核生殖的调控理论与应用基础研究，并培育出具有优良性状的全雌异育银鲫新品种［71］。此后，在揭示银鲫单性雌核生殖和有性生殖双重生殖方式的基础上，先后培育出有重大应用价值的银鲫新品种“中科3号”和“中科5号”。异育银鲫已成为利用雌核生殖控制鱼类性别进行水产育种的典型范例［61］。

2.4 温度控制性别

鱼类的性别决定和性别分化是遗传因素和环境因素共同作用的结果，而温度是目前最为熟知的参与鱼类性别决定与分化的环境因素。目前，已经在至少60种鱼类中发现温度参与性别决定或性别分化［16，72］，其中大部分是经济鱼类，包括欧洲鲈、鲤、尼罗罗非鱼和半滑舌鳎等。从现有的研究来看，温度影响鱼类性别的作用机制可能是通过调节性别决定或性别分化基因转录调控区的DNA甲基化水平，进而影响相关基因的表达来实现性别调控［15，73］。在欧洲鲈中，高温处理会导致其性腺芳香化酶基因cyp19a的DNA甲基化水平升高，从而下调该基因表达，导致部分遗传雌性的个体性别转换为生理雄性［15］。半滑舌鳎中的研究同样表明，高温下其性别偏向雄性与性别分化相关因子的DNA甲基化密切相关，尤其是半滑舌鳎雄性性别决定基因dmrt1在ZW型雌性中高度甲基化，导致其表达量下调，而高温处理使得ZW伪雄鱼中dmrt1甲基化水平下降，导致其表达量上调［73］。另有研究发现，高温导致牙鲆性别分化过程中皮质醇水平上升，而高水平的皮质醇通过干扰cAMP介导的信号激活cyp19a1基因的表达，使其性别偏向雄性［74］。高温诱导的青鳉雄性化也与皮质醇相关［14，75］。

黄颡鱼具有相对稳定的遗传性别决定（GSD）系统，而高温对黄颡鱼性别的影响较小。近期，华中农业大学研究团队利用高温（32和34℃）处理黄颡鱼XX雄鱼（芳香化酶抑制剂来曲唑诱导）和XX雌鱼交配的子代，发现高比例的XX雄鱼；在34℃处理下，XX雄鱼比例高达99%，表明人工诱导性别逆转导致黄颡鱼性别决定由遗传性别决定转变为温度依赖型［76］，该发现表明环境和基因型性别决定系统可以共存于同一物种中［77］，为建立鱼类性控育种技术提供了新的思路。

2.5 性别分子标记辅助育种

进行性别控制育种研究通常需要对鱼类性别的遗传组成进行鉴定。目前，仅有少部分鱼类拥有形态明显分化的性染色体［10］，雌、雄鱼早期在外部形态上通常无明显差异，且鱼类的性别分化容易受环境因素影响，导致其遗传性别和生理性别不一致。寻找可快速鉴定鱼类性别遗传组成的性别分子标记对于鱼类性别控制育种十分重要。研究人员已成功利用扩增片段长度多态性（amplified fragment length polymorphism，AFLP）、随机扩增多态性DNA标记（random amplified polymorphic DNA，RAPD）和微卫星标记（simple sequence repeats，SSR）等技术筛选到多种经济鱼类的性别分子标记，如黄颡鱼、尼罗罗非鱼、条石鲷（Oplegnathusfasciatus）、亚马逊河石脂鲤（Brycon amazonicus）和大菱鲆（Scophthalmusmaximus）等［78-80］。近年来，随着基因组测序技术的快速发展，利用高通量测序技术比较雌雄个体基因组差异成为寻找鱼类性别分子标记十分有效的方法，目前已成功获得乌鳢［81］、斑鳢（Channamaculata）［82］、鳜［83］、草鱼（Ctenopharyngodonidella）［84］、鳙（Hypophthalmichthysmolitrix）［85］、丝尾鳠（Mystus wyckioides）［86］及南方鲇（Silurusmeridionalis）［87］等鱼类的性别分子标记。这些分子标记为鱼类遗传性别的确定以及单性养殖鱼类新品种或新品系的培育奠定了重要基础。

我国学者近年来将生殖内分泌调控技术与分子标记相结合，建立了精准的鱼类性控育种新技术，培育了一批具有生长优势的鱼类性控新品种或新品系。如水利部中国科学院水工程生态研究所和中国科学院水生生物研究所等单位联合培育出鱼类性控新品种黄颡鱼“全雄1号”［88］。中山大学等研究团队以湖南省水产原种场引进的翘嘴鳜，经连续4代群体选育生长速度快的翘嘴鳜子代为育种材料，通过投喂17α-甲基睾酮并结合性别分子标记技术获得了功能性的XX伪雄鱼［83］，XX伪雄鱼与XX雌鱼杂交，获得全雌翘嘴鳜“鼎鳜1号”新品种。中国水产科学研究院珠江水产研究所和中国科学院水生生物研究所的研究团队利用开发的斑鳢及乌鳢的性别分子标记［81-82］，结合外源激素诱导鳢生理性别转换，成功培育了“全雄乌斑杂交鳢”新品系［89］。

2.6 鱼类基因工程等前沿技术控制性别

鱼类基因工程育种技术手段主要包括鱼类基因转移技术（gene transfer technology）和基因编辑技术（genome editing technology）。鱼类基因转移技术由我国科学家Zhu等［90］于1985年率先实现，培育出世界上首批快速生长的转基因鱼。鱼类基因转移技术经过30余年的发展，已成为培育优良养殖鱼类新品系的有效手段。在罗非鱼中通过基因转移的手段过表达显性负突变形式的foxl2基因，导致XX型罗非鱼部分发生性逆转，变为生理雄性的罗非鱼［38］。斜带石斑鱼中过表达amh可导致其发生由雌到雄的性别转变［91］。

鱼类基因编辑技术是指对鱼体基因组特定位点进行精准修饰的技术。鱼类基因编辑技术的成熟得益于近年来各种靶向核酸酶介导的基因编辑技术的快速发展，尤其是转录激活因子样效应物核 酸 酶（transcription activator-like effector nucleases，TALENs）和 CRISPR（clustered regularly interspaced short palindromic repeats）/Cas9 技术，TALENs和CRISPR/Cas9技术目前已经成功应用到多种模式鱼类和经济鱼类的基因编辑中，实现了多种鱼类基因的定点突变，如斑马鱼、青鳉、鲤、罗非鱼、半滑舌鳎、黄鳝、泥鳅和小体鲟（Acipenser ruthenus）等［92］。在模式鱼类青鳉和斑马鱼中，多种性别决定或性别分化基因的靶向敲除均能实现性别的转换［30，35，37］。而在经济鱼类中［25-26，93］，如半滑舌鳎、鲤、罗非鱼和斑点叉尾鮰，对性别决定或性别分化相关基因的敲除也实现了性别控制，尤其是在罗非鱼中，amhy、gsdf、dmrt1及cyp19a1a等多个基因的敲除均导致其性别发生转换［25，33，94-95］。利用基因编辑技术进行鱼类精准的性别控制育种前景已初现端倪。

3 展望

鱼类性别控制育种是培育优良养殖新品种的重要研究方向。在过去几十年间，利用生殖内分泌调控、人工诱导雌核发育、种间杂交等技术培育了一批广受市场欢迎的单性鱼类新品种。近年来，生殖内分泌调控与性别特异分子标记相结合，建立了精准的鱼类性别控制育种新技术，并培育出具有优良性状的单性鱼类新品种。随着鱼类性别决定与性别分化的内在机制被进一步解析、养殖鱼类高效特异基因编辑技术的建立与养殖鱼类生殖干细胞及“借腹怀胎”技术取得重要突破，可以预见，结合基因编辑、生殖干细胞和“借腹怀胎”技术，养殖鱼类性控育种将进入精准的分子设计性别育种新阶段。