低盐胁迫下绿鳍马面鲀(Thamnaconus septentrionalis)代谢调控机制的转录组与BSA联合解析

【字体: 时间:2025年06月10日 来源:Aquaculture 3.9

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  本研究针对绿鳍马面鲀低盐适应机制这一科学问题,通过抗氧化酶活性检测、转录组测序和BSA-seq技术,系统揭示了该鱼种在急性(6 PSU/天)与慢性(1 PSU/天)盐度胁迫下的渗透调节、氧化应激及免疫应答特征。研究发现盐度降至15 PSU时,IL-17信号通路、谷胱甘肽代谢等通路显著激活,并鉴定出CLDN20等5个关键基因,为海水经济鱼类的抗逆育种提供了分子靶点。

  

在全球气候变化导致海水盐度分布不均的背景下,河口及近海养殖面临严峻的低盐胁迫挑战。绿鳍马面鲀作为我国重要的海洋经济物种,其野生资源因过度捕捞已急剧衰退,而盐度适应机制的研究滞后严重制约了人工养殖发展。此前研究表明,不同水生生物对盐度胁迫呈现差异化响应:斑鲷(Lateolabrax maculatus)通过激活EIF和MAPK信号通路增强渗透调节能力,而香港牡蛎(Crassostrea hongkongensis)则因鳃部氧化应激导致大规模死亡。这些发现凸显了盐度适应机制的物种特异性,但关于绿鳍马面鲀这一具有重要经济价值的鱼种,其分子层面的调控网络仍属空白。

山东省重点研发计划资助团队通过设置21 PSU对照组与两种盐度递减模式(慢性组C:1 PSU/天;急性组A:6 PSU/天),系统研究了绿鳍马面鲀的生理与分子响应。研究采用多参数水质分析仪监测环境参数,通过测定超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活性和丙二醛(MDA)含量评估氧化应激水平,结合Illumina转录组测序和混池测序(BSA-seq)技术解析分子机制。

Fish survival under different salinity reduction modes
盐度降至7 PSU时,慢性组与急性组的存活率分别为72.2%和63.9%,表明该物种具有较广的盐度耐受范围。值得注意的是,盐度骤降组在9 PSU时仍保持95.8%的高存活率,提示其具备应对急性胁迫的缓冲机制。

Discussion
研究发现盐度降低会诱导活性氧(ROS)积累,促使SOD、CAT、GSH-PX活性显著升高以维持氧化代谢平衡。当盐度降至15 PSU时,差异表达基因(DEGs)在花生四烯酸代谢、IL-17信号通路等途径富集。BSA-seq定位到LG08、LG19等染色体上的52个SNP位点,其中22个候选基因与紧密连接、细胞因子受体相互作用等通路相关。转录组联合分析筛选出CLDN20(紧密连接蛋白)、IFI44L(干扰素诱导蛋白)、TRIM25(三重基序蛋白)等5个核心调控基因,这些基因可能通过调节上皮屏障功能和免疫应答参与低盐适应。

Conclusion
该研究首次阐明绿鳍马面鲀通过三重抗氧化防御系统(SOD/CAT/GSH-PX)抵抗低盐诱导的氧化损伤,并发现IL-17信号通路和谷胱甘肽代谢的关键调控作用。通过BSA-seq技术鉴定的染色体区域和候选基因为分子标记辅助育种提供了靶点,其中CLDN20等基因的发现为理解鱼类渗透调节的进化保守性提供了新证据。研究成果发表于《Aquaculture》,不仅填补了该物种环境适应机制的理论空白,也为沿海养殖业的盐度管理策略和抗逆品种选育提供了科学依据。

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