性别决定和分化是整个动物界里最普遍的生理现象。因此,性别调控机制研究一直是生命科学研究中最热门的领域之一。甲壳动物在演化过程中位于低等位置,导致该物种存在原始多样化、可塑性强的性别决定模式。同时,甲壳动物雌雄个体在规格上具有明显差异,存在性别二态性现象。为此,研究甲壳动物性别决定机制一方面为生殖繁育提供理论基础,另外也可为性逆转、单性育种技术提供理论依据。然而,目前除了胰岛素样促雄性腺激素（IAG）在雄性特征分化和功能维持中具有功能效应外,其他关键因子,特别是卵巢发育相关基因及作用机制的研究报道较少,亟待深入研究。红螯螯虾,俗称澳洲淡水小青龙,是重要的淡水经济虾种之一。红螯螯虾雌雄个体在规格和发育速率水平上表现互异。且相比对虾数以万计的产卵量,红螯螯虾繁殖力低、抱卵量少,存在由于苗种缺乏导致价格居高不下的问题,这也是影响该产业链发展的主要因素之一,为此在生产上需要更多的雌虾来满足苗种的需求。上述现状表明单性化养殖有着重要的意义,不仅可以显著提高红螯螯虾产量和规格,同时也可为雌性缺乏的苗种繁育提供更多亲本。本研究对红螯螯虾性腺组织进行了转录组测序,结合已有报道,筛选得到大量涉及性腺发育相关的功能基因,其中包括Tra2和Foxl2基因。利用RACE技术获得了这两个基因的全长序列,并对其同源性和系统发育进化关系进行了分析。基于q RT-PCR技术对Tra2和Foxl2进行了时空表达分析。最后采用RNAi技术研究探讨Tra2与Foxl2基因在红螯螯虾早期性别分化中的作用。取得主要研究结果如下:1)利用Illumina HiSeq 2000高通量测序技术构建了红螯螯虾性腺组织转录组数据库,获得了189456923条高质量原始序列。利用GO、NR、KEGG等七个数据库对红螯螯虾性腺组织Unigenes序列进行注释,总共获得126368个Unigenes。在性腺组织对比转录组文库中,共发现64138个差异表达基因,其中32822个Unigens在卵巢中表达较高,31316个Unigenes在精巢中表达较高。结合已有研究基础,本研究从该转录组数据库中鉴定出了许多与性腺发育相关的功能基因,包括vitellogenin、IAG、cdc2、Dsx、Tra2、Fem1和Foxl2等候选基因。2)基于转录组数据,利用RACE技术鉴定到了Tra2基因的三种剪接变异体,分别命名为Cq Tra-2A、Cq Tra-2B和Cq Tra-2C。序列分析表明它们都具有高度保守的RRM结构域。用N-J方法进行系统发育分析,结果表明红螯螯虾Tra2蛋白与罗氏沼虾、中国明对虾和日本沼虾亲缘关系较近。实时荧光定量PCR分析表明,这三种异构体均在卵巢中高表达。通过对幼体不同发育阶段的表达模式分析表明,体长为3cm时期可能是红螯螯虾性别分化的关键期。靶向基因沉默结果显示,CqTra2基因转录水平降低了约85%,且Cq Dsx基因表达水平下调,进一步证实了CqTra2在红螯螯虾性别分化中的作用。3)基于转库组数据注释得到了红螯螯虾Foxl2的转录本,并利用分子克隆技术获得其全长,长度为1695bp,共编码564个氨基酸。比对红螯螯虾Foxl2基因与鱼类、哺乳动物、甲壳动物等18个物种Foxl2基因的氨基酸序列,发现红螯螯虾与虾蟹类具有较高同源性。系统发育进化分析结果显示,红螯螯虾与甲壳动物聚为一支,且与克氏原螯虾的遗传距离最小。为研究Foxl2对红螯螯虾性别分化的影响,利用Real time-PCR技术检测其在不同组织中的表达情况,结果显示,Foxl2在卵巢中的呈现高表达水平。另外,同样利用q PCR分析卵巢发育不同时期的Foxl2表达量,发现在卵巢发育I-V期Foxl2表达水平较高。以上结果说明Foxl2可能是一个与卵巢功能相关和维持雌性化特征的重要基因。最后,应用RNAi技术干扰CqFoxl2基因的正常表达,结果显示性别调控基因Doublesex表达量下降明显;且注射ds Foxl2雌虾的性腺指数显著低于对照组。这些结果表明转录因子Foxl2对卵巢发育具有重要的调控作用。本研究首次构建了红螯螯虾性腺转录组文库,通过功能注释筛选到大量性腺发育相关基因。其次,在红螯螯虾中分离并鉴定了CqFoxl2和CqTra2基因,对其结构进行了特征分析。基于q PCR、RNAi技术对其功能进行了初步分析,证明Tra2和Foxl2参与卵巢发育过程。这些研究结果将有助于更好地研究甲壳类物种的性别决定分子机制,并为开发单性育种技术提供强有力的理论基础。