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奥利亚罗非鱼(Oreochromis aureus)和尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)为罗非鱼近缘种,二者基因组序列相似度高,但是却采用了两种截然不同的性别决定类型,即雌性异配型(ZW)和雄性异配型(XY)。二者杂交后代可育这一事实说明亲本两套不同性别调控网络存在协作机制。上述特点使其成为研究性别决定方式进化机制的极好模型。转录组分析(尤其是基因表达谱分析)有助于理解高度相似的基因组序列与截然不同的性别决定类型之间的联系。因此,对这两种罗非鱼性腺转录组的比较分析为不同性别决定方式的进化研究奠定基础。众所周知,雌、雄激素对硬骨鱼类性别决定和性腺维持具有重要作用。因此,比较两种罗非鱼性腺中性类固醇激素合成酶基因的表达模式有助于理解二者性别调控网络的异同。雌、雄激素的受体属于核受体(Nuclear receptor,NR)超家族,该家族由7个亚家族组成,是最大的转录因子基因家族之一,在动物的代谢、生殖、发育及稳态的维持,特别是性别决定与分化等生理生化过程中有重要作用。但NR在脊椎动物中的表达、功能及其进化历程尚待阐明。本研究全面比较了采用不同性别决定方式的两种罗非鱼近缘种性腺中基因,特别是性类固醇激素合成酶基因表达模式的异同,并以尼罗罗非鱼为例分析了NR超家族的进化与动物全基因组复制的关系以及时空表达模式,取得以下结果：运用Illumina HiseqTM技术对孵化后180天(dah)奥利亚罗非鱼的雌、雄性腺转录组进行测序,结果表明性腺转录组中一共表达了20710个基因,其中共表达的基因有17720个,雌性性腺中特异表达的基因有125个,而雄性性腺中特异表达的基因却有2866个。将同时满足三个条件的基因,即log2(ZW_RPKM/ZZ_RPKM)|≥1、FDR≤0.01以及总RPKM≥4,定义为雌、雄上调基因,而相反log2(ZW_RPKM/ZZ_RPKM)|≤1或FDR<0.01以及RPKM>4的为无差异共表达基因(COG)。通过这种方法筛选到114个ZW特异表达基因(ZW-SEG),634个ZZ特异表达基因(ZZ-SEG),3516个ZW高表达基因(ZW-DIG),4395个ZZ高表达基因(ZZ-DIG)以及6470个COG。上述结果与其他物种的性腺转录组研究结果相似,即在雄性性腺中表达及呈雄性上调表达(包括特异表达和高表达)的基因数目均大于雌性性腺中的数目,这可能是因为精巢的生理活动所需的基因数目要多于卵巢。将奥利亚罗非鱼与同时期的尼罗罗非鱼的雌、雄性腺转录组进行比较,发现在两种罗非鱼的雌性性腺(ZW和XX)中均呈上调表达的基因有2548个；在雄性性腺(ZZ和XY)中均呈上调表达的有3359个,均为COG的基因有4194个。这部分基因(包括对性类固醇激素合成酶基因和NR基因)的表达模式可能与其表型相关,而与其基因型及性别决定方式无关,说明这些基因在性腺的发育和维持中具有重要的作用。通过免疫组化检测Cyp19ala、Cyp11b2、StARl和StAR2在这两种罗非鱼180 dah性腺中的表达,结果与转录组一致。然而,仍有一部分基因在二者中的表达模式完全相反,这些基因可能与其采用不同性别决定方式相关。本研究在尼罗罗非鱼基因组中鉴定了75个NR,其中4个为本研究首次鉴定。此外,还从鲤鱼、斑马鱼、黑青斑河鲀、红鳍东方鲀、三棘刺鱼、日本青锵、腔棘鱼、斑点雀鳝和象鲨基因组中分别鉴定了137、73、73、72、70、69、55、51和50个NR成员。有21个NR基因在真骨鱼类中有2个拷贝,而在四足类中只有1个。除了在象鲨中发现的DAX1、SHP和GCNF的复制外,其余的18个复制均来源于第三次基因组复制(3R)。其中14个NR复制基因在真骨鱼类中形成了5个基因簇拷贝,进一步证实了这些复制来源于3R。对尼罗罗非鱼8个成鱼组织的转录组分析结果表明有53个NR至少在一个组织中有表达,其中有10个在这8个组织中均有表达。在脑、心脏、肝脏、精巢、肾脏、肌肉、头肾和卵巢中表达最高的NR分别为COUP-TFα、ERRδ、ERα、Rev-ErbAβ-A、 EAR2-B、RXRγ和Rev-ErbAβ-B。对其四个发育关键时期的性腺转录组的分析结果表明共有65个NR在性腺中表达,在5、30、90和180 dah性腺转录组中分别筛选到了21、31、11和29个呈雌、雄性腺差异表达的NR。用原位杂交和qPCR验证了4个NR的表达,其结果和转录组一致。通过比较NR复制基因的时空表达模式异同,说明这些复制基因间存在表达分歧,从而说明其功能发生了分歧。本研究为全面理解NR超家族的进化和功能提供了新的视角,为硬骨鱼性别决定、分化及维持的研究提供了候选基因,为阐释近缘种间性别决定方式进化的分子机制奠定了基础。