海灣扇貝是我國重要的海水養殖經濟貝類。海灣扇貝與秘魯扇貝的種間雜交F1子代普遍存在雌性不育現象，制約了雜交扇貝良種的產業化推廣應用。
近日，中國科學院煙臺海岸帶研究所研究團隊針對海灣扇貝屬種間雜交后代雌性不育的分子機制開展系統研究。結果表明，胰島素受體底物1（IRS1）可作為改良扇貝雜交育種效率的潛在分子靶點，為貝類雜交良種創制及突破種間雜交不育瓶頸提供了新的理論依據。
研究團隊對可育與不育雜交扇貝性腺雌區開展比較轉錄組分析。結果顯示，差異基因顯著富集于ATP結合、胰島素受體結合、Wnt、PI3K?Akt、mTOR及FoxO等與能量代謝和生殖發育相關的信號通路。研究進一步篩選出IRS1、FST、ARID1A、PARP1等10個與能量代謝及雌性育性高度關聯的核心差異基因。其中，IRS1位于胰島素、mTOR、FoxO和PI3K?Akt等多條核心信號通路的上游，提示其可能通過調控細胞能量代謝過程參與雜交扇貝性腺發育與雌性育性調控。
為驗證IRS1的生物學功能，研究團隊開展長期RNA干擾實驗并關聯分析表型指標。特異性敲降IRS1后，扇貝性腺雌區ATP含量顯著下降，個體生長速率降低，性腺指數增長受阻。形態學及組織學分析進一步證實，干擾組扇貝性腺發育緩慢、卵母細胞發育嚴重滯后，無法形成成熟卵細胞，呈現雌性不育表型；而對照組性腺發育正常，可產生可受精成熟卵細胞且受精卵能正常發育。
研究闡明了關鍵基因IRS1調控雜交扇貝雌性育性的分子作用機制：海灣扇貝屬種間雜交子代中IRS1表達下調，擾亂能量代謝信號網絡，導致性腺能量供給匱乏，進而抑制卵母細胞的生長和成熟，最終造成雜交子代雌性不育表型。
相關研究成果發表在《水產養殖》（Aquaculture）上。研究工作得到山東省重點研發計劃等的支持。
RNA干擾后扇貝形態學及組織學觀察
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