日本沼蝦，又稱青蝦、河蝦，是我國重要的淡水養殖蝦類。雌蝦具有“性成熟期短”的特點，進入繁殖季節后45天左右就可達到性成熟，且同一年內可進行多代繁殖。在繁殖季節水溫達到28℃以上時，雌蝦只需15天左右就能完成一個卵巢成熟周期（從卵巢排空到下一次產卵）。高頻繁殖導致“多代同堂”，帶來了養殖密度過高，飼料消耗大等問題，嚴重影響青蝦的經濟效益。
針對上述問題，淡水漁業研究中心水產遺傳育種研究室傅洪拓研究員團隊以日本沼蝦為對象，通過肝胰腺轉錄組5個階段差異表達基因和KEGG富集的比較分析，篩選出與卵巢快速成熟密切相關的基因，其中組織蛋白酶L2(Mn-CL2)基因顯著表達。經系統發育分析，將Mn-CL2歸為組織蛋白酶L組，推測其可能具有與其他物種組織蛋白酶L相似的功能。通過實時熒光定量發現，Mn-CL2在青蝦肝胰腺和卵巢中高度表達；原位雜交顯示Mn-CL2定位于卵巢的卵母細胞，表明Mn-CL2作為溶酶體蛋白在肝胰腺中產生，并在卵巢成熟過程中發揮關鍵作用。團隊還利用RNA干擾技術來研究Mn-CL2在青蝦卵巢成熟中的功能，檢測了卵黃蛋白原的表達和性腺發育指數的變化，發現注射Mn-CL2 dsRNA可顯著降低卵黃蛋白原的表達和性腺發育指數，再次說明Mn-CL2在促進卵巢成熟中起關鍵作用。本研究結果為日本沼蝦卵巢成熟機制提供了背景信息，為日本沼蝦養殖解決性快熟問題提供了思路。
圖1 Mn-CL2的RNAi功能分析
A.注射Mn-CL2 dsRNA后的干擾效率
B.注射Mn-CL2 dsRNA后Vg的表達水平
C.注射Mn-CL2 dsRNA后雌性日本沼蝦GSI(%)的變化
上述研究成果相關論文“Molecular Characterization of a Novel Cathepsin L in Macrobrachium nipponense and Its Function in Ovary Maturation”近期發表在期刊《Frontiers in Endocrinology》（影響因子6.055）上。傅洪拓研究員和喬慧副研究員均為通訊作者，蔣速飛副研究員為第一作者。
本研究成果獲得江蘇省農業產業技術系統（JATS〔2021〕515）、國家重點研發計劃項目(2018YFD0901303)、中央公益性科研單位基礎研究基金（2020TD36）、中國農業科學研究系統（CARS-48）、江蘇省新品種選育重大項目（PZCZ201745）資助。
全文網址：
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fendo.2021.816813/full
（水產遺傳育種研究室 供稿）
