Hem vist anteriorment algun exemple de recerca genètica en la llissa llobarrera (05/2021). Al capdavall, la llissa llobarrera (Mugil cephalus) és un peix marí cosmopolita molt rellevant tant des d’una perspectiva ecològica com econòmica. Si pensem en l’aqüicultura, conèixer la base genètica de la determinació del sexe és enormement útil. Mbarsid Racaku, Costas S. Tsigenopoulos, Paulino Martínez i Tomaso Patarnello, de la Universitat de Padova, de la Universidade de Santiago de Compostela i de l’Institut de Biologia Marina d’Heraklion, són els autors corresponsals d’un article publicat a la revista Animals, de Basilea, en el que empren dades de seqüenciació genòmica completa individual per elucidar mecanismes de determinació sexual. La bibliografia indica que en aquesta espècie hi hauria un sistema XX/XY fonamentat en el gen fshr, que codifica per al receptor de l’hormona estimulant de fol·licle (FSH). Aquest sistema, però, no seria complet, ja que no es compleix per a tots els casos. Racaku et al. han seqüenciat el genoma complet en mascles i femelles de llissa llobarrera de la Mar Tirrena i de la Mar Egea. Així troben que les variants del gen fshr tan sols expliquen parcialment la determinació sexual. Per exemple, una variant intrònica en el gen sestd1 seguiria un sistema ZZ/ZW. Les dues poblacions comparades difereixen doncs en el sistema cromosòmic de diferenciació sexual, però alhora factors ambientals podrien participar en la determinació sexual d’aquesta espècie.
Diego Delso fotografiava així un llissa llobarrera del Parc Natural de l’Arrábida, a Portugal. Racaku et al. són interessats en la determinació sexual d’aquesta espècie de cara a la aqüicultura. És per això que han generat un nou ensamblatge genòmic a partir de mascles i femelles de dues poblacions mediterrànies, una de la Mar Egea i una altra de la Mar Tirrena. Troben que en la població tirrena hi ha un gen rellevant en la determinació sexual que no ho és pas en l’egea. També identifiquen altres variants gèniques amb un possible paper en la determinació sexual. Conclouen que la determinació sexual és influïda alhora per diversos factors genètics i ambientals.
La determinació sexual en la llissa llobarrera
La llissa llobarrera (Mugil cephalus) pertany a la família de peixos teleostis dels Mugilidae. En aquesta família s’han descrit 25 gèneres i 76 espècies. La llissa llobarrera és un peix marí cosmopolita. L’aqüicultura d’aquesta espècie té una llarga tradició a la Regió Mediterrània. A Itàlia hom n’aprecia la fresa, amb la qual es fa la ‘bottarga’. La bottarga s’elabora amb gònades femenines salades i assecades, i assoleix un preu de més de 200 euros/kg. No és estrany que la producció aqüícola hagi passat de 25600 tones el 1997 a 147000 el 2003.
La llissa llobarrera no té un dimorfisme sexual aparent, tret del fet que les femelles creixen més ràpidament i arriben a mides superiors als mascles. En la majoria d’espècies de peixos teleostis els cromosomes sexuals són homomòrfics. En algunes espècies en la determinació sexual co-participen factors genètics i ambientals (temperatura, fotoperíode, interacció social, pH, hipòxia, etc.). Entre els teleostis hom ha identificat 21 gens diferents de determinació sexual.
En la llissa llobarrera hom ha trobat diversos polimorfismes mononucleotídics (SNP) associats amb el gen fshr, que codifica per al receptor de l’hormona FSH (hormona estimulant de fol·licle ovàric). Ara bé aquestes variants no tenen una associació completa amb el sexe fenotípic de tots els individus. L’associació, a més, varia segons la regió, essent més forta a les poblacions del Pròxim Orient (90%) o de la Mar Tirrena (86%) que a les de la Mar Egea.
Un estudi genòmic
Racaku fan el seu ensamblatge genòmic a partir d’un espècimen juvenil de llissa llobarrera capturat el desembre del 2020. Sobre aquest exemplar es va fer una extracció d’ADN. Després d’una purificació es construïren quatre genoteques LSK109, seqüenciades en la plataforma Illumina.
L’ensamblatge genòmic es realitzà amb eines bioinformàtiques. El genoma mitocondrial fou anotat, però no se’l tingué en compte en l’anàlisi ulterior. El genoma nuclear fou anotat per fer-hi una predicció de gens. L’ensamblatge obtingut fou comparat amb el CIBA_Mcephalus_1.1, fet a partir d’una llissa llobarrera de Chennai.
Les mostres de la població de la Mar Egea foren recollides a Kavala mentre que les de la Mar Tirrena ho foren a Cabras, Orbetello i Tortolì. De cada mostra es feren extraccions d’ADN, genoteques i seqüenciacions. En total es realitzà la seqüenciació genòmica de 72 individus, 32 femelles i 40 mascles. Aquests individus representaven totes les configuracions possibles per al gen fshr: femelles WT/WT, mascles WT/mut1, femelles WT/mut1 i mascles WT/WT.
Un genoma de 658.521.108 parells de nucleòtids
El genoma utilitzat com a referència, el de juvenil de llissa llobarrera, té una longitud total de 658.521.108 bp. Un 31,9% d’aquest genoma és ocupat per elements transposables. La predicció assenyala un total de 26.536 gens codificadors de proteïnes. El genoma mitocondrial consisteix en 16.706 bp, i contindria 37 gens codificants. La comparació amb el genoma de Chennai indica una homologia del 99,8%.
Racaku et al. identifiquen en els 72 individus analitzats un total de 2.835.032 SNPs.
La diferenciació genètica entre els individus de la Mar Tirrena és baixa, i per això Racaku et al. els tracten com a una única població.
En la població de la Mar Egea, Racaku et al. detecten cinc variants associades a sexe. D’aquestes variants quatre són intergèniques i la cinquena és intrònica. En tres variants el sistema de diferenciació és ZW/ZZ (femelles heterocromosòmiques) i en dues XX/XY (femelles homocromosòmiques).
Una determinació sexual complexa
El mecanisme de determinació sexual de la llissa llobarrera seria complex. El gen fshr hi juga un paper, però no pas d’una manera universal en tota l’espècie: ho fa efectivament en les poblacions de la Mar Tirrena, però no sembla pràcticament rellevant a la Mar Egea. En les poblacions de la Mar Egea hi participarien altres factors gènics, com ara el gen sestd1, que codifica per a una proteïna que interactua amb les vies de senyalització Wnt, importants en el desenvolupament gonadal.
Racaku et al. consideren necessari analitzar un nombre més gran d’animals per validar els diferents loci associats a la determinació del sexe. En qualsevol cas, a la Mar Egea, aquests factors genètics no tenen un rol inequívoc en la diferenciació mascle/femella, sinó que tan sols influeixen de manera parcial. Una explicació d’aquesta parcialitat podria trobar-se en variables ambientals.
Lligams:
– Complex Sex Determination in the Grey Mullet Mugil cephalus Suggested by Individual Whole Genome Sequence Data. Mbarsid Racaku, Serena Ferraresso, Massimiliano Babbucci, Andres Blanco, Costas S Tsigenopoulos, Tereza Manousaki, Jelena Radojicic, Vasileios Papadogiannis, Paulino Martínez, Luca Bargelloni, Tomaso Patarnello. Animals (Basel) 15: 2445 (2025).
Des de la Mediterrània 