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de la Herrán R, Hermida M, Rubiolo JA, Gómez-Garrido J, Cruz F, Robles F, Navajas-Pérez R, Blanco A, Villamayor PR, Torres D, Sánchez-Quinteiro P, Ramirez D, Rodríguez ME, Arias-Pérez A, Cross I, Duncan N, Martínez-Peña T, Riaza A, Millán A, De Rosa MC, Pirolli D, Gut M, Bouza C, Robledo D, Rebordinos L, Alioto T, Ruíz-Rejón C, Martínez P. A chromosome-level genome assembly enables the identification of the follicule stimulating hormone receptor as the master sex-determining gene in the flatfish Solea senegalensis. Mol Ecol Resour 2023; 23:886-904. [PMID: 36587276 DOI: 10.1111/1755-0998.13750] [Citation(s) in RCA: 5] [Impact Index Per Article: 5.0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 08/01/2022] [Revised: 12/23/2022] [Accepted: 12/28/2022] [Indexed: 01/02/2023]
Abstract
Sex determination (SD) shows huge variation among fish and a high evolutionary rate, as illustrated by the Pleuronectiformes (flatfishes). This order is characterized by its adaptation to demersal life, compact genomes and diversity of SD mechanisms. Here, we assembled the Solea senegalensis genome, a flatfish of great commercial value, into 82 contigs (614 Mb) combining long- and short-read sequencing, which were next scaffolded using a highly dense genetic map (28,838 markers, 21 linkage groups), representing 98.9% of the assembly. Further, we established the correspondence between the assembly and the 21 chromosomes by using BAC-FISH. Whole genome resequencing of six males and six females enabled the identification of 41 single nucleotide polymorphism variants in the follicle stimulating hormone receptor (fshr) consistent with an XX/XY SD system. The observed sex association was validated in a broader independent sample, providing a novel molecular sexing tool. The fshr gene displayed differential expression between male and female gonads from 86 days post-fertilization, when the gonad is still an undifferentiated primordium, concomitant with the activation of amh and cyp19a1a, testis and ovary marker genes, respectively, in males and females. The Y-linked fshr allele, which included 24 nonsynonymous variants and showed a highly divergent 3D protein structure, was overexpressed in males compared to the X-linked allele at all stages of gonadal differentiation. We hypothesize a mechanism hampering the action of the follicle stimulating hormone driving the undifferentiated gonad toward testis.
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Affiliation(s)
- Roberto de la Herrán
- Departamento de Genética, Facultad de Ciencias, Universidad de Granada, Granada, Spain
| | - Miguel Hermida
- Departamento de Zoología, Genética y Antropología Física; Facultad de Veterinaria, Universidade de Santiago de Compostela, Lugo, Spain
| | - Juan Andres Rubiolo
- Departamento de Zoología, Genética y Antropología Física; Facultad de Veterinaria, Universidade de Santiago de Compostela, Lugo, Spain
| | - Jèssica Gómez-Garrido
- Centre Nacional d'Anàlisi Genòmica (CNAG-CRG), Centre de Regulació Genómica, Parc Científic de Barcelona, Barcelona, Spain
| | - Fernando Cruz
- Centre Nacional d'Anàlisi Genòmica (CNAG-CRG), Centre de Regulació Genómica, Parc Científic de Barcelona, Barcelona, Spain
| | - Francisca Robles
- Departamento de Genética, Facultad de Ciencias, Universidad de Granada, Granada, Spain
| | - Rafael Navajas-Pérez
- Departamento de Genética, Facultad de Ciencias, Universidad de Granada, Granada, Spain
| | - Andres Blanco
- Departamento de Zoología, Genética y Antropología Física; Facultad de Veterinaria, Universidade de Santiago de Compostela, Lugo, Spain
| | - Paula Rodriguez Villamayor
- Departamento de Zoología, Genética y Antropología Física; Facultad de Veterinaria, Universidade de Santiago de Compostela, Lugo, Spain
| | - Dorinda Torres
- Departamento de Zoología, Genética y Antropología Física; Facultad de Veterinaria, Universidade de Santiago de Compostela, Lugo, Spain
| | - Pablo Sánchez-Quinteiro
- Departamento de Anatomía, Producción Animal y Ciencias Clínicas Veterinarias Facultad de Veterinaria, Universidade de Santiago de Compostela, Lugo, Spain
| | - Daniel Ramirez
- Departamento de Biomedicina, Biotecnología y Salud Pública CASEM - Facultad de Ciencias del Mar y Ambientales, Universidad de Cádiz, Cádiz, Spain
| | - Maria Esther Rodríguez
- Departamento de Biomedicina, Biotecnología y Salud Pública CASEM - Facultad de Ciencias del Mar y Ambientales, Universidad de Cádiz, Cádiz, Spain
| | - Alberto Arias-Pérez
- Departamento de Biomedicina, Biotecnología y Salud Pública CASEM - Facultad de Ciencias del Mar y Ambientales, Universidad de Cádiz, Cádiz, Spain
| | - Ismael Cross
- Departamento de Biomedicina, Biotecnología y Salud Pública CASEM - Facultad de Ciencias del Mar y Ambientales, Universidad de Cádiz, Cádiz, Spain
| | - Neil Duncan
- IRTA Sant Carles de la Rapita, Tarragona, Spain
| | | | - Ana Riaza
- Stolt Sea Farm SA, Departamento I+D, A Coruña, Spain
| | | | - M Cristina De Rosa
- Institute of Chemical Sciences and Technologies "Giulio Natta" (SCITEC) - CNR c/o Catholic University of Rome, Rome, Italy
| | - Davide Pirolli
- Institute of Chemical Sciences and Technologies "Giulio Natta" (SCITEC) - CNR c/o Catholic University of Rome, Rome, Italy
| | - Marta Gut
- Centre Nacional d'Anàlisi Genòmica (CNAG-CRG), Centre de Regulació Genómica, Parc Científic de Barcelona, Barcelona, Spain
| | - Carmen Bouza
- Departamento de Zoología, Genética y Antropología Física; Facultad de Veterinaria, Universidade de Santiago de Compostela, Lugo, Spain
| | - Diego Robledo
- The Roslin Institute and Royal (Dick) School of Veterinary Studies, University of Edinburgh, Midlothian, UK
| | - Laureana Rebordinos
- Departamento de Biomedicina, Biotecnología y Salud Pública CASEM - Facultad de Ciencias del Mar y Ambientales, Universidad de Cádiz, Cádiz, Spain
| | - Tyler Alioto
- Centre Nacional d'Anàlisi Genòmica (CNAG-CRG), Centre de Regulació Genómica, Parc Científic de Barcelona, Barcelona, Spain.,Universitat Pompeu Fabra (UPF), Barcelona, Spain
| | - Carmelo Ruíz-Rejón
- Departamento de Genética, Facultad de Ciencias, Universidad de Granada, Granada, Spain
| | - Paulino Martínez
- Departamento de Zoología, Genética y Antropología Física; Facultad de Veterinaria, Universidade de Santiago de Compostela, Lugo, Spain
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