近日，淡水漁業(yè)研究中心水產(chǎn)遺傳育種研究室董在杰研究員團(tuán)隊(duì)在美洲鰣熱應(yīng)激脅迫的分子響 應(yīng)研究上取得新進(jìn)展。
鰓和肝臟作為魚類呼吸和代謝器官，在魚類應(yīng)對(duì)高溫脅迫時(shí)發(fā)揮重要作用。在前期研究鰓組織 應(yīng)答高溫脅迫的分子調(diào)控規(guī)律基礎(chǔ)上，董在杰研究員團(tuán)隊(duì)基于高通量測(cè)序平臺(tái)，系統(tǒng)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(yǎng)殖溫 度下的轉(zhuǎn)錄組和miRNA信息及蛋白質(zhì)和代謝物的表達(dá)圖譜。轉(zhuǎn)錄組和miRNA分析結(jié)果鑒定到2981個(gè)差 異表達(dá)基因（DEGs）和10,917個(gè)差異表達(dá)miRNAs（DEMs），DEGs主要富集于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)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(guān)聯(lián)分析顯示，關(guān)鍵基因主要富集 于代謝途徑。蛋白質(zhì)組分析表明，熱休克蛋白家族（如HSPE1、HSP70、HSPA5和HSPA.1）的表達(dá)水平 隨溫度的升高而顯著增加，許多差異表達(dá)的蛋白質(zhì)在與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、氧化磷酸化和糖酵解/糖異生過程相 關(guān)的通路中高度富集。此外，代謝組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)聯(lián)合分析結(jié)果表明，在高溫環(huán)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(fā)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(yīng)對(duì)外界溫度快速變化的一種能量保存 方法。研究結(jié)果表明，長期生活在高溫環(huán)境下會(huì)導(dǎo)致美洲鰣產(chǎn)生不同的生理防御反應(yīng)，這為分析高 溫適應(yīng)的分子調(diào)控模式提供了一些新思路，也為后續(xù)應(yīng)對(duì)全球變暖而改進(jìn)魚類養(yǎng)殖模式提供了理論 依據(jù)。
該研究工作得到江蘇省種業(yè)振興“揭榜掛帥”項(xiàng)目（JBGS〔2021〕131）的支持。相關(guān)研究成果 論文“Proteomics and metabolomics analysis of American shad （Alosa sapidissima） liver responses to heat stress”發(fā)表在JCR動(dòng)物學(xué)一區(qū)期刊《Comparative Biochemistry and Physiology - Part A: Molecular & Integrative Physiology》上，水產(chǎn)遺傳育種研究室羅明 坤博士、江蘇省水產(chǎn)技術(shù)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(fā)表在JCR遺 傳學(xué)二區(qū)期刊《BMC Genomics》上，漁業(yè)學(xué)院研究生劉影、梁政遠(yuǎn)、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(wǎng)址：https://doi.org/10.1016/j.cbpa.2024.111686
全文網(wǎng)址：https://doi.org/10.1186/s12864-024-10567-w
