近日，淡水漁業研究中心水產遺傳育種研究室董在杰研究員團隊在美洲鰣熱應激脅迫的分子響應研究上取得新進展。
鰓和肝臟作為魚類呼吸和代謝器官，在魚類應對高溫脅迫時發揮重要作用。在前期研究鰓組織應答高溫脅迫的分子調控規律基礎上，董在杰研究員團隊基于高通量測序平臺，系統分析了美洲鰣（Alosa sapidissima）肝臟組織在24℃（低溫組）、27℃（中溫組）和30℃（高溫組）不同養殖溫度下的轉錄組和miRNA信息及蛋白質和代謝物的表達圖譜。轉錄組和miRNA分析結果鑒定到2981個差異表達基因（DEGs）和10,917個差異表達miRNAs（DEMs），DEGs主要富集于內質網的蛋白質折疊、加工和輸出途徑，DEMs的靶基因主要富集于粘著斑通路；此外，關聯分析顯示，關鍵基因主要富集于代謝途徑。蛋白質組分析表明，熱休克蛋白家族（如HSPE1、HSP70、HSPA5和HSPA.1）的表達水平隨溫度的升高而顯著增加，許多差異表達的蛋白質在與內質網、氧化磷酸化和糖酵解/糖異生過程相關的通路中高度富集。此外，代謝組學和蛋白質組學聯合分析結果表明，在高溫環境脅迫下，L-絲氨酸、L-異亮氨酸、L-胱氨酸、膽堿和甜菜堿等幾種重要氨基酸和化合物的含量發生了顯著變化，影響了淀粉、氨基酸和葡萄糖的代謝水平，這可能是美洲鰣應對外界溫度快速變化的一種能量保存方法。研究結果表明，長期生活在高溫環境下會導致美洲鰣產生不同的生理防御反應，這為分析高溫適應的分子調控模式提供了一些新思路，也為后續應對全球變暖而改進魚類養殖模式提供了理論依據。
該研究工作得到江蘇省種業振興“揭榜掛帥”項目（JBGS〔2021〕131）的支持。相關研究成果論文“Proteomics and metabolomics analysis of American shad (Alosa sapidissima) liver responses to heat stress”發表在JCR動物學一區期刊《Comparative Biochemistry and Physiology - Part A: Molecular & Integrative Physiology》上，水產遺傳育種研究室羅明坤博士、江蘇省水產技術推廣中心馮冰冰博士為共同第一作者，董在杰研究員為通訊作者；論文“Integrated transcriptome and microRNA analysis reveals molecular responses to high-temperature stress in the liver of American shad (Alosa sapidissima)”發表在JCR遺傳學二區期刊《BMC Genomics》上，漁業學院研究生劉影、梁政遠、李玉林為共同第一作者，羅明坤博士、董在杰研究員為通訊作者。
全文網址：https://doi.org/10.1016/j.cbpa.2024.111686
全文網址：https://doi.org/10.1186/s12864-024-10567-w
（水產遺傳育種研究室 供稿）
