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罗氏沼虾养殖中出现白体综合征(WS),影响其品质与繁殖能力。研究人员对患病虾肝胰腺和腹肌组织进行组织病理学和转录组分析,发现相关差异表达基因(DEGs)和 KEGG 通路。该研究为 WS 研究与防控提供关键见解。
在水产养殖的世界里,罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)凭借生长迅速、食性杂、易养殖和营养价值高等优点,成为重要的养殖品种。自 1976 年引入中国后,其产业规模不断扩大,2022 年中国罗氏沼虾产量高达 177,836 吨 。然而,随着养殖规模的扩张,各种疾病也悄然来袭,其中一种名为白体综合征(White Syndrome,WS)的疾病,给罗氏沼虾养殖带来了巨大挑战。
WS 主要发生在成年雌性罗氏沼虾身上,患病虾全身变白,腹部肌肉和肝胰腺萎缩,还会出现水泡。虽然不会导致大规模死亡,但却严重影响虾肉品质,让患病雌虾失去繁殖能力,不再抱卵。而且,这种疾病的发病率不断上升,从最初几个繁殖周期后零星出现,到现在常常一个周期后就大量爆发,繁殖季末期雌虾发病率超 30%。由于一些养殖场担心影响销售而隐瞒病情,实际受影响的养殖场数量可能更多。目前,WS 是否会垂直传播也不清楚,这让养殖户们忧心忡忡,迫切需要找到病因和防控办法。
在这样的背景下,浙江省淡水水产研究所的研究人员挺身而出,决心揭开 WS 的神秘面纱。他们深知,罗氏沼虾作为无脊椎动物,没有后天免疫系统,主要依靠先天免疫抵抗感染,肝胰腺在其中起着关键作用,不仅能分泌消化酶、解毒、造血,还是免疫和代谢相关基因表达的重要场所。而腹部肌肉关乎沼虾的运动能力,患病时会影响其活动。于是,研究人员决定从肝胰腺和腹部肌肉组织入手展开研究。该研究成果发表在《Aquaculture》上,为后续研究和疾病防控带来了新的希望。
研究人员主要运用了 Illumina 高通量测序技术和组织病理学分析技术。样本来自浙江省淡水水产研究所综合实验基地,挑选了 32 只体型相似的成年雌虾,包括 16 只正常虾和 16 只患 WS 的白体虾,采样前禁食 24 小时,用冰水麻醉后采集肝胰腺组织。通过对这些样本进行分析,探索 WS 的发病机制。
形态、临床症状和组织病理学研究
研究人员对正常和白体罗氏沼虾的形态进行测量,发现它们在体长和头胸甲长上没有明显差异,体重也相差不大,但白体虾的出肉率显著低于正常虾。从外观上看,正常虾体表多为棕黄色和淡钢蓝色,带有棕色斑纹,第二步足呈天蓝色;而白体虾则全身发白。对肝胰腺和肌肉组织进行 H&E 染色后的组织病理学分析显示,白体虾出现血细胞浸润,肝胰腺小管受损,细胞间隙增大,肌肉组织也出现萎缩迹象。这初步揭示了 WS 对罗氏沼虾身体组织的破坏。
转录组分析
研究人员对肝胰腺和腹部肌肉组织进行转录组分析,发现肝胰腺中有 191 个差异表达基因(Differentially Expressed Genes,DEGs),涉及 233 条 KEGG 通路。与 WS 相关的主要通路包括溶酶体、糖胺聚糖降解、戊糖和葡萄糖醛酸相互转化、淀粉和蔗糖代谢、不饱和脂肪酸生物合成、鞘脂代谢、类固醇生物合成、脂肪酸延长和视黄醇代谢。在腹部肌肉中也鉴定出 191 个 DEGs,涉及 203 条 KEGG 通路,相关通路有蛋白酶体、糖酵解 / 糖异生以及淀粉和蔗糖代谢。这些结果表明,WS 可能与雌性罗氏沼虾过度繁殖导致的营养缺乏有关。
综合研究结果和讨论部分,此次研究意义重大。通过对罗氏沼虾白体综合征的研究,明确了患病虾组织的病理变化和相关的基因表达差异及通路,初步揭示了 WS 与营养缺乏的关联。这不仅为深入研究 WS 的发病机制提供了关键线索,还为后续制定针对性的防控策略奠定了基础,有望帮助养殖户减少因 WS 带来的经济损失,推动罗氏沼虾养殖业健康发展。