杨宇晨副教授团队揭示高体鰤响应急性盐度胁迫的分子机制

高体鰤（Seriola dumerili）又称章红鱼，属于深海洄游鱼类。其生长迅速，肉质鲜美，是极具海水养殖业潜力的候选品种。相比较于其他水产养殖生物而言，对高体鰤最适宜的养殖条件，如水体盐度等方面的了解仍较少，限制了高体鰤的人工育种及养殖。因此，全面了解水体环境变化对高体鰤的生长、发育等的影响有助于我们优化高体鰤的养殖技术，提升高体鰤的产量和肉质。

基于这一目的，在本研究中，中山大学生态学院杨宇晨副教授团队与广东海洋大学团队合作，利用比较转录组学的方法探究不同水体盐度下高体鰤幼鱼鳃和肾脏所受到的影响及其响应机制。结果显示，在鳃中，与对照组（30ppt）相比，低盐度（10ppt）和高盐度（40ppt）胁迫分别诱导了445和423个差异表达基因 (DEGs)。这些DEGs主要参与软骨和骨骼发育、离子转运和免疫反应（图1）。与对照组相比，离子分泌和渗透调节相关的转运蛋白基因slc12a2/nkcc1和cftr的表达水平在低盐度处理时显著下调，以减少Na⁺、K⁺和Cl^-离子的分泌，但在高盐度条件下略有激活，以增加离子排泄，维持体内渗透压平衡。同时，相较于对照组，低盐度或高盐度条件下鳃软骨和骨骼发育相关的过程均发生显著改变，说明适宜的水体盐度对高体鰤维持鳃的正常结构、改善呼吸和渗透调节至关重要。

图1. 鳃低盐度（10ppt）胁迫下（C）下调和（D）上调差异基因GO富集；高盐度（40ppt）胁迫下（E）下调和（F）上调差异基因GO富集

在肾脏中，高、低盐度胁迫共诱导出了539和600个DEGs，主要参与了氧转运、前肾发育、生长调节、凝血、离子跨膜转运和免疫反应等过程（图2）。值得注意的是，肾脏中与免疫反应和凝血相关的基因，如组织相容性复合体基因mhc1和补体基因c3在低盐和高盐胁迫时均发生显著的表达下调，导致其炎症反应受到抑制，阻碍病原体的清除，并破坏细胞内稳态，最终降低高体鰤的健康程度和产量（图3）。另外，水体盐度偏离其最适水平时还会增加高体鰤摄入和积累环境毒素的风险，进而增加对公共食品安全的威胁。

图2. 肾低盐度（10ppt）胁迫下（C）差异基因GO富集；高盐度（40ppt）胁迫下（D）下差异基因GO富集

图3. 高体鰤肾脏在不同盐度胁迫条件下的基因富集趋势分析

这些发现揭示了水体盐度改变对高体鰤生长、发育、免疫响应等过程的影响，以及高体鰤响应盐度胁迫的分子调控机制，为探索高体鰤最佳的人工养殖条件提供了理论指导。研究结果以“Divergent molecular responses of greater amberjack (Seriola dumerili) to acute salinity stress revealed by comparative transcriptome analysis” 为题发表在海洋学期刊Frontiers in Marine Science (JCR: 3.7/Q1)。我院22级研究生刘玉琪为本论文第一作者，我院杨宇晨副教授为共同通讯作者，广东海洋大学和广东省海洋资源与近岸工程重点实验室为合作单位。

全文链接：https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmars.2023.1185015/full?utm_source=F-NTF&utm_medium=EMLX&utm_campaign=PRD_FEOPS_20170000_ARTICLE