Abstract Sex determination (SD) mechanisms are exceptionally diverse and show high evolutionary rates in fish. Pleuronectiformes is an emblematic fish group characterized by its adaptation to demersal life and its compact genomes. Here, we present a chromosome-level genome assembly of Senegalese sole, a promising European aquaculture species. We combined long- and short-read sequencing and a highly dense genetic map to obtain a contiguous assembly of 613 Mb (N50 = 29.0 Mb, 99% of the assembly in the n = 21 chromosomes of its karyotype). The correspondence between this new assembly and the Senegalese sole chromosomes was established by fluorescence in situ hybridization with BAC probes. Orthology within Pleuronectiformes was assessed by using the chromosome-level genomes of six important commercial flatfishes covering a broad phylogenetic spectrum of the order. A total of 7936 single-gene orthologues, shared by the six species, were used to identify syntenies in Pleuronectiformes and to explore chromosome evolutionary patterns in the order. Whole genome resequencing of six males and six females enabled the identification of 41 fixed allelic variants in the follicle stimulating hormone receptor ( fshr ) gene, homozygous in females and heterozygous in males, consistent with an XX / XY chromosome system. The observed association between fshr SNPs and sex was confirmed at the species level in a broad sample, which allowed tuning up a molecular sexing tool. Fshr demonstrated differential gene expression between male and female gonads since 86 days post-fertilization, when the gonad was still an undifferentiated primordium, concomitant with the activation of other testis and ovary marker genes, such as amh and cyp19a1a genes, respectively. Interestingly, the Y-linked fshr allele, which included 24 non-synonymous variants, expressed to a higher level than the X-linked allele at all stages. We hypothesize a molecular mechanism hampering the action of the follicle stimulating hormone that would drive the undifferentiated gonad toward testis.

ABSTRACT Can alterations in experience trigger different plastic modifications in neuronal structure and function, and if so, how do they integrate at the cellular level? To address this question, we interrogated circuitry in the mouse olfactory bulb responsible for the earliest steps in odour processing. We induced experience-dependent plasticity in mice by blocking one nostril for a day, a minimally-invasive manipulation which leaves the sensory organ undamaged and is akin to the natural transient blockage suffered during common mild rhinal infections. We found that such brief sensory deprivation produced structural and functional plasticity in one highly specialised bulbar cell type: axon-bearing dopaminergic neurons in the glomerular layer. After 24h naris occlusion, the axon initial segment (AIS) in bulbar dopaminergic neurons became significantly shorter, a structural modification that was also associated with a decrease in intrinsic excitability. These effects were specific to the AIS-positive dopaminergic subpopulation, because no experience-dependent alterations in intrinsic excitability were observed in AIS-negative dopaminergic cells. Moreover, 24h naris occlusion produced no structural changes at the AIS of bulbar excitatory neurons – mitral/tufted and external tufted cells – nor did it alter their intrinsic excitability. By targeting excitability in one specialised dopaminergic subpopulation, experience-dependent plasticity in early olfactory networks might act to fine-tune sensory processing in the face of continually fluctuating inputs.

Abstract Background Salmonid species have followed markedly divergent evolutionary trajectories in their interactions with sea lice. While sea lice parasitism poses significant economic, environmental, and animal welfare challenges for Atlantic salmon ( Salmo salar ) aquaculture, coho salmon ( Oncorhynchus kisutch ) exhibit near-complete resistance to sea lice, achieved through a potent epithelial hyperplasia response leading to rapid louse detachment. The molecular mechanisms underlying these divergent responses to sea lice are unknown. Results We characterized the cellular and molecular responses of Atlantic salmon and coho salmon to sea lice using single-nuclei RNA sequencing. Juvenile fish were exposed to copepodid sea lice ( Lepeophtheirus salmonis ), and lice-attached pelvic fin and skin samples were collected 12 h, 24 h, 36 h, 48 h, and 60 h after exposure, along with control samples. Comparative analysis of control and treatment samples revealed an immune and wound-healing response that was common to both species, but attenuated in Atlantic salmon, potentially reflecting greater sea louse immunomodulation. Our results revealed unique but complementary roles of three layers of keratinocytes in the epithelial hyperplasia response leading to rapid sea lice rejection in coho salmon. Our results suggest that basal keratinocytes direct the expansion and mobility of intermediate and, especially, superficial keratinocytes, which eventually encapsulate the parasite. Conclusions Our results highlight the key role of keratinocytes in coho salmon’s sea lice resistance and the diverged biological response of the two salmonid host species when interacting with this parasite. This study has identified key pathways and candidate genes that could be manipulated using various biotechnological solutions to improve Atlantic salmon sea lice resistance.

ABSTRACT Background The skin serves as the first line of defence for an organism against the external environment. Despite the global significance of salmon in aquaculture, a critical component of this first line of defence, mesenchymal stromal cells, remains unexplored. These pluripotent cells can differentiate into various tissues, including bone, cartilage, tendon, ligament, adipocytes, dermis, muscle and connective tissue within the skin. These cells are pivotal for preserving the integrity of skin tissue throughout an organism’s lifespan and actively participate in wound healing processes. Results In this study, we characterise mesenchymal stromal cells in detail for the first time in healthy Atlantic salmon tissue and during the wound healing process. Single-nucleus sequencing and spatial transcriptomics revealed the transcriptional dynamics of these cells, elucidating the differentiation pathways leading to osteogenic and fibroblast lineages in the skin of Atlantic salmon. We charted their activity during an in vivo wound healing time course, showing clear evidence of their active role during this process, as they become transcriptionally more active during the remodelling stage of wound healing. Conclusions For the first time, we chart the activity of sub-clusters of differentiating stromal cells during the process of wound healing, revealing different spatial niches of the various MSC subclusters, and setting the stage for investigations into the manipulation of MSCs to improve fish health.

The retina, whose basic cellular structure is highly conserved across vertebrates, constitutes an accessible system for studying the central nervous system. In recent years, single-cell RNA-sequencing studies have uncovered cellular diversity in the retina of a variety of species, providing new insights on retinal evolution and development. However, similar data in cartilaginous fishes, the sister group to all other extant jawed vertebrates, are still lacking. Here, we present a single-nucleus RNA-sequencing atlas of the postnatal retina of the catshark Scyliorhinus canicula , consisting of the expression profiles for 17,438 individual cells from three female, juvenile catshark specimens. Unsupervised clustering revealed 22 distinct cell types comprising all major retinal cell classes, as well as retinal progenitor cells (whose presence reflects the persistence of proliferative activity in postnatal stages in sharks) and oligodendrocytes. Thus, our dataset serves as a foundation for further studies on the development and function of the catshark retina. Moreover, integration of our atlas with data from other species will allow for a better understanding of vertebrate retinal evolution.

Abstract Biostimulation aims to optimize reproductive parameters as part of animal management practices by modulating animal sensory systems. Chemical signals, mostly known as pheromones, have a great potential in this regard. This study was conducted to determine the influence of short-term male rabbit exposure to different biological secretions, potentially pheromone-mediated, on reproductive parameters of males. Four groups of 18 males each were exposed to A) doe urine, B) 2-phenoxyethanol, C) doe vaginal swab, and D) distilled water (control), three times over a 2.5h exposure window, just before semen collection. Semen volume, sperm concentration and motility, as well as subpopulation analysis of the spermatozoa were assessed for each condition. Additionally, testosterone levels in blood samples were monitored at five time points over the 2.5 h exposure window. We found a higher percentage of motile, progressive, fast progressive and mid-progressive spermatozoa in any of the three experimental groups compared to the control group. In contrast, the semen volume and the percentage of immotile and non-progressive spermatozoa was generally higher in the control group. We then identified a higher proportion of a subpopulation of fast and progressive spermatozoa in groups A, B, and C compared to group D. Our data indicates that sperm motility increases when animals are exposed to specific biological fluids potentially containing pheromones, and that an increase in sperm volume does not correlate with an increase in spermatozoa concentration, progressiveness, and speed. Finally, no differences in testosterone levels were found among comparisons, although males of groups A and C (exposed to natural female biological fluids) showed a tendency towards higher testosterone levels. In conclusion, our results indicate that rabbit sperm quality increases upon exposure to the biological secretions proposed, thereby supporting further investigation into their molecular identity. This exploration could eventually pave the way for implementing the use of pheromones in rabbit husbandry to enhance reproductive and productive parameters in farmed rabbits.

ABSTRACT Background Chemosensory cues are vital for social and sexual behaviours and are primarily detected and processed by the vomeronasal system (VNS), whose plastic capacity has been investigated in mice. However, studying chemosensory plasticity outside of laboratory conditions may give a more realistic picture of how the VNS adapts to a changing environment. Rabbits are a well-described model of chemocommunication since the discovery of the rabbit mammary pheromone and their vomeronasal organ (VNO) transcriptome was recently characterized, a first step to further study plasticity-mediated transcriptional changes. In this study, we assess the plastic capacity of the rabbit male and female VNO under sex-separation vs sex-combined scenarios, including adults and juveniles, to determine whether the rabbit VNO is plastic and, if so, whether such plasticity is already established at early stages of life. Results First, we characterized the number of differentially expressed genes (DEGs) between the VNO of rabbit male and female under sex-separation and compared it to sex-combined individuals, both in adults and juveniles, finding that differences between male and female were larger in a sex-separated scenario. Secondly, we analyzed the number of DEGs between sex-separated and sex-combined scenarios, both in males and females. In adults, both sexes showed a high number of DEGs while in juveniles only females showed differences. Additionally, the vomeronasal receptor genes were strikingly down-regulated in sex-separated adult females, whereas in juveniles up-regulation was shown for the same condition, suggesting a role of VRs in puberty onset. Finally, we described the environment-modulated plastic capacity of genes involved in reproduction, immunity and VNO functional activity, including G-protein coupled receptors. Conclusions Our results show that sex-separation induces sex- and stage- specific gene expression differences in the VNO of male and female rabbit, both in adults and juveniles. These results bring out for the first time the plastic capacity of the rabbit VNO, supporting its functional adaptation to specifically respond to a continuous changing environment. Finally, species-specific differences and individual variability should always be considered in VNO studies and overall chemocommunication research.

ABSTRACT The vomeronasal organ (VNO) is a chemosensory organ specialized in the detection of pheromones and consequently the regulation of behavioural responses mostly related to reproduction. VNO shows a broad variation on its organization, functionality and gene expression in vertebrates, and although the species analyzed to date have shown very specific features, its expression patterns have only been well-characterized in mice. Despite rabbits represent a model of chemocommunication, unfortunately no genomic studies have been performed on VNO of this species to date. The capacity of VNO to detect a great variety of different stimuli suggests a large number of genes with complex organization to support this function. Here we provide the first comprehensive gene expression analysis of the rabbit VNO through RNA-seq across different sexual maturation stages. We characterized the VNO transcriptome, updating the number of the two main vomeronasal receptor (VR) families, 129 V1R and 70 V2R. Among others, the expression of transient receptor potential channel 2 (TRPC2), a crucial cation channel generating electrical responses to sensory stimulation in vomeronasal neurons, along with the specific expression of some fomyl-peptide receptors and H2-Mv genes, both known to have specific roles in the VNO, revealed a the particular gene expression repertoire of this organ, but also its singularity in rabbits. Moreover, juvenile and adult VNO transcriptome showed consistent differences, which may indicate that these receptors are tuned to fulfill specific functions depending on maturation age. We also identified VNO-specific genes, including most VR and TRPC2, thus confirming their functional association with the VNO. Overall, these results represent the genomic baseline for future investigations which seek to understand the genetic basis of behavioural responses canalized through the VNO. HIGHLIGHTS First description of the rabbit vomeronasal organ (VNO) transcriptome VNO contains a unique gene repertoire depending on the species High fluctuation of the VNO gene expression reveals changes dependent on age and specific functions Most vomeronasal-receptors (VR) and transient receptor potential channel 2 (TRPC2) genes are VNO-specific Reproduction-related genes shows a wide expression pattern

Background: Salmonid species have followed markedly divergent evolutionary trajectories in their interactions with sea lice. While sea lice parasitism poses significant economic, environmental, and animal welfare challenges for Atlantic salmon (Salmo salar) aquaculture, coho salmon (Oncorhynchus kisutch) exhibit near-complete resistance to sea lice, achieved through a potent epithelial hyperplasia response leading to rapid louse detachment. The molecular mechanisms underlying these divergent responses to sea lice are unknown. Results: We characterised the cellular and molecular responses of Atlantic salmon and coho salmon to sea lice using single-nuclei RNA sequencing. Juvenile fish were exposed to copepodid sea lice (Lepeophtheirus salmonis), and lice-attached pelvic fin and skin samples were collected 12h, 24h, 36h, 48h, and 60h after exposure, along with control samples. Comparative analysis of control and treatment samples revealed an immune and wound-healing response that was common to both species, but attenuated in Atlantic salmon, potentially reflecting greater sea louse immunomodulation. Our results revealed unique but complementary roles of three layers of keratinocytes in the epithelial hyperplasia response leading to rapid sea lice rejection in coho salmon. Our results suggest that basal keratinocytes direct the expansion and mobility of intermediate and, especially, superficial keratinocytes, which eventually encapsulate the parasite. Conclusion: Our results highlight the key role of keratinocytes to coho salmon9s sea lice resistance, and the diverged biological response of the two salmonid host species when interacting with this parasite. This study has identified key pathways and candidate genes that could be manipulated using various biotechnological solutions to improve Atlantic salmon sea lice resistance.

Biostimulation aims to optimize reproductive parameters as part of animal management practices by modulating animal sensory systems. Chemical signals, mostly known as pheromones, have a great potential in this regard. This study was conducted to determine the influence of short-term male rabbit exposure to different biological secretions, potentially pheromone-mediated, on reproductive parameters of males. Four groups of 18 males each were exposed to A) doe urine, B) 2-phenoxyethanol, C) doe vaginal swab, and D) distilled water (control), three times over a 2.5h exposure window, just before semen collection. Semen volume, sperm concentration and motility, as well as subpopulation analysis of the spermatozoa were assessed for each condition. Additionally, testosterone levels in blood samples were monitored at five time points over the 2.5 h exposure window. We found a higher percentage of motile, progressive, fast progressive and mid-progressive spermatozoa in any of the three experimental groups compared to the control group. In contrast, the semen volume and the percentage of immotile and non-progressive spermatozoa was generally higher in the control group. We then identified a higher proportion of a subpopulation of fast and progressive spermatozoa in groups A, B, and C compared to group D. Our data indicates that sperm motility increases when animals are exposed to specific biological fluids potentially containing pheromones, and that an increase in sperm volume does not correlate with an increase in spermatozoa concentration, progressiveness, and speed. Finally, no differences in testosterone levels were found among comparisons, although males of groups A and C (exposed to natural female biological fluids) showed a tendency towards higher testosterone levels. In conclusion, our results indicate that rabbit sperm quality increases upon exposure to the biological secretions proposed, thereby supporting further investigation into their molecular identity. This exploration could eventually pave the way for implementing the use of pheromones in rabbit husbandry to enhance reproductive and productive parameters in farmed rabbits.