Back to Search Start Over

An ancient truncated duplication of the anti‐Müllerian hormone receptor type 2 gene is a potential conserved master sex determinant in the Pangasiidae catfish family

Authors :
Ming Wen
Qiaowei Pan
Elodie Jouanno
Jerome Montfort
Margot Zahm
Cédric Cabau
Christophe Klopp
Carole Iampietro
Céline Roques
Olivier Bouchez
Adrien Castinel
Cécile Donnadieu
Hugues Parrinello
Charles Poncet
Elodie Belmonte
Véronique Gautier
Jean-Christophe Avarre
Remi Dugue
Rudhy Gustiano
Trần Thị Thúy Hà
Marc Campet
Kednapat Sriphairoj
Josiane Ribolli
Fernanda L. de Almeida
Thomas Desvignes
John H. Postlethwait
Christabel Floi Bucao
Marc Robinson-Rechavi
Julien Bobe
Amaury Herpin
Yann Guiguen
Hunan Normal University (HNU)
Laboratoire de Physiologie et Génomique des Poissons (LPGP)
Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique )-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Université de Lausanne = University of Lausanne (UNIL)
Plateforme Bio-Informatique - Génotoul
Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT)
Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Unité de Mathématiques et Informatique Appliquées de Toulouse (MIAT INRAE)
Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-BioInfOmics
Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Génétique Physiologie et Systèmes d'Elevage (GenPhySE )
Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-École nationale supérieure agronomique de Toulouse (ENSAT)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Génome et Transcriptome - Plateforme Génomique ( GeT-PlaGe)
Plateforme Génome & Transcriptome (GET)
Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL)
Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Institut de Génomique Fonctionnelle (IGF)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)
Génétique Diversité et Ecophysiologie des Céréales (GDEC)
Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Clermont Auvergne (UCA)
Institut des Sciences de l'Evolution de Montpellier (UMR ISEM)
Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-École Pratique des Hautes Études (EPHE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR226-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)
Research Institute of Freshwater Fisheries (CRIFI-RIFF)
Research Institute for Aquaculture
Neovia Asia
Kasetsart University (KU)
Universidade Federal de Santa Catarina = Federal University of Santa Catarina [Florianópolis] (UFSC)
Embrapa Amazônia Ocidental
Partenaires INRAE
University of Oregon [Eugene]
Swiss Institute of Bioinformatics [Lausanne] (SIB)
Swiss Institute of Bioinformatics [Genève] (SIB)
National Institutes of Health : R01 OD011116
National Institutes of Health: R35 GM139635
ANR-13-ISV7-0005,PhyloSex,Evolution des déterminants majeurs du sexe chez les poissons.(2013)
ANR-16-CE12-0035,GenoFish,Evolution des génes et des génomes après duplication compléte(2016)
ANR-10-INBS-0009,France-Génomique,Organisation et montée en puissance d'une Infrastructure Nationale de Génomique(2010)
MING WEN, State Key Laboratory of Developmental Biology of Freshwater Fish, College of Life Science, Hunan Normal University
QIAOWEI PAN, INRAE, LPGP
ELODIE JOUANNO, INRAE, LPGP
JEROME MONTFORT, INRAE, LPGP
MARGOT ZAHM, Plate-forme bio-informatique Genotoul, Mathématiques et Informatique Appliquées de Toulouse, INRAE
CÉDRIC CABAU, SIGENAE, GenPhySE, Université de Toulouse, INRAE
CHRISTOPHE KLOPP, SIGENAE
CAROLE IAMPIETRO, INRAE
CÉLINE ROQUES, INRAE
OLIVIER BOUCHEZ, INRAE
ADRIEN CASTINEL, INRAE
CÉCILE DONNADIEU, INRAE
HUGUES PARRINELLO, Montpellier GenomiX
CHARLES PONCET, GDEC Gentyane, INRAE, Université Clermont Auvergne
ELODIE BELMONTE, GDEC Gentyane, INRAE, Université Clermont Auvergne
VÉRONIQUE GAUTIER, GDEC Gentyane, INRAE, Université Clermont Auvergne
JEAN-CHRISTOPHE AVARRE, ISEM, CNRS, IRD, Univ Montpellier
REMI DUGUE, ISEM, CNRS, IRD, Univ Montpellier
RUDHY GUSTIANO, Research Institute of Freshwater Fisheries (CRIFI-RIFF)
TRÂN THI THÚY HÀ, Research Institute for Aquaculture
MARC CAMPET, Neovia Asia
KEDNAPAT SRIPHAIROJ, Faculty of Natural Resources and Agro-Industry
JOSIANE RIBOLLI, Laboratório de Biologia e Cultivo de Peixes de Água Doce, Universidade Federal de Santa Catarina
FERNANDA LOUREIRO ALMEIDA OSULLIVAN, CPAA
THOMAS DESVIGNES, Institute of Neuroscience, University of Oregon
JOHN H. POSTLETHWAIT, Institute of Neuroscience, University of Oregon
CHRISTABEL FLOI BUCAO, Department of Ecology and Evolution, University of Lausanne
MARC ROBINSON-RECHAVI, Department of Ecology and Evolution, University of Lausanne
JULIEN BOBE, INRAE, LPGP
AMAURY HERPIN, INRAE, LPGP
YANN GUIGUEN, INRAE, LPGP.
Source :
Molecular Ecology Resources, Molecular Ecology Resources, 2022, 18 p. ⟨10.1111/1755-0998.13620⟩, Molecular ecology resources, vol. 22, no. 6, pp. 2411-2428, Repositório Institucional da EMBRAPA (Repository Open Access to Scientific Information from EMBRAPA-Alice), Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa), instacron:EMBRAPA
Publication Year :
2022
Publisher :
Wiley, 2022.

Abstract

The evolution of sex determination (SD) mechanisms in teleost fishes is amazingly dynamic, as reflected by the variety of different master sex-determining genes identified, even sometimes among closely related species. Pangasiids are a group of economically important catfishes in many South-Asian countries, but little is known about their sex determination system. Here, we generated novel genomic resources for 12 Pangasiid species and provided a first characterization of their SD system. Based on an Oxford Nanopore long-read chromosome-scale high quality genome assembly of the striped catfish Pangasianodon hypophthalmus, we identified a duplication of the anti-Müllerian hormone receptor type II gene (amhr2), which was further characterized as being sex-linked in males and expressed only in testicular samples. These first results point to a male-specific duplication on the Y chromosome (amhr2by) of the autosomal amhr2a. Sequence annotation revealed that the P. hypophthalmus Amhr2by is truncated in its N-terminal domain, lacking the cysteine-rich extracellular part of the receptor that is crucial for ligand binding, suggesting a potential route for its neofunctionalization. Short-read genome sequencing and reference-guided assembly of 11 additional Pangasiid species, along with sex-linkage studies, revealed that this truncated amhr2by duplication is also conserved as a male-specific gene in many Pangasiids. Reconstructions of the amhr2 phylogeny suggested that amhr2by arose from an ancient duplication / insertion event at the root of the Siluroidei radiation that is dated around 100 million years ago. Altogether these results bring multiple lines of evidence supporting that amhr2by is an ancient and conserved master sex-determining gene in Pangasiid catfishes, a finding that highlights the recurrent usage of the transforming growth factor β pathway in teleost sex determination and brings another empirical case towards the understanding of the dynamics or stability of sex determination systems.

Details

ISSN :
17550998 and 1755098X
Volume :
22
Database :
OpenAIRE
Journal :
Molecular Ecology Resources
Accession number :
edsair.doi.dedup.....34a5e87675fa171ef10509de05ec1e78
Full Text :
https://doi.org/10.1111/1755-0998.13620