卵形鲳鲹盐度适应调控机制研究

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1、学校代码：10264研究生学号：M150101025上海海洋大学硕士学位论文题目：卵形鲳鲹盐度适应调控机制研究Studyonthesalinityacclimationregulation英文题目：mechanismofTrachinotusovatus专业：水产养殖研究方向：水产动物遗传育种和分子生物学姓名：赵超平指导教师：张殿昌研究员二O一八年四III卵形鲳鲹盐度适应调控机制研究摘要卵形鲳鲹（TrachinotusOvatus）是一种中上层暖水性鱼类，生长速度快，肉质鲜美，营养价值高，已成为中国南方地区主要的海水养殖品种之一。由于暴雨

2、和台风等极端天气经常导致池塘和海湾中的盐度急剧下降，严重影响卵形鲳鲹的生长和生存。因此，研究卵形鲳鲹在盐度胁迫下的渗透压调节机制是必要的。本研究通过转录组测序技术对慢性盐度胁迫下卵形鲳鲹的鳃进行分析，得到显著差异表达基因和代谢通路。在急性盐度胁迫下，本研究首先对血清中的渗透压、Na+/Cl-离子浓度、皮质醇（COR）和催乳素（PRL）进行测定。其次还对鳃中的Na+/K+-ATPase（NKA）进行测定。最后，从转录组数据中与盐度相关显著差异表达基因筛选出NKAα1、NKCC1a和AQP1a的基因序列，研究它们在急性盐度胁迫下对卵形鲳鲹渗透

3、调节的影响。本文的主要结果如下：1.利用转录组测序技术构建了与卵形鲳鲹盐度适应相关的转录组数据库，共获得410,071,902rawreads。过滤和去除低质量的reads得到高质量的405,814,464reads，将所得的Unigene对比到数据库中，注释到38,437个Unigene，37,892个未注释到。进行GO分析，Unigene被分配到53个GO范畴里，其中23个生物过程，18个细胞组分和12个分子功能。对所得Unigene进行KEGG通路分析，总共22,232个Unigene被区分到KEGG的五大类别通路中包括229个代谢

4、途径。这五大类别通路包含着32个子通路，Unigene显著参与信号转导（3,532）、翻译（1,627）、运输和分解代谢（1,600）、内分泌系统（1,543）和糖类代谢（1,321）。通过对转录组数据的进一步研究和对已有鱼类盐度相关代谢通路的分析，将卵形鲳鲹转录组数据中与盐度适应和渗透调节相关的差异基因归为4类，分别是能量的产生和代谢、信号转导、免疫应答和运输和分解代谢通路。并从显著差异表达基因中选取10个基因，进行实时定量PCR（qRT-PCR）验证，结果发现10个基因的表达趋势跟转录组数据是一致的，进一步证明了数据的可靠性。2.在急

5、性盐度胁迫中，卵形鲳鲹血清渗透压和Na+/Cl-离子浓度在开始2小时III内表现出类似的下降趋势，8小时后，均开始上升并趋于稳定。然而，淡水组中的血清渗透压和Na+/Cl-离子浓度急剧下降，淡水组中同时观察到零存活率。这些结果表明，卵形鲳鲹在盐度为10‰至40‰盐度海水盐度时仍能保持渗透平衡。急性盐度胁迫后，卵形鲳鲹血清COR浓度不同程度的上升。特别是在2到4小时内显著增加。COR浓度的增加可以激活NKA酶的活性，促进离子通道的转运，维持细胞内稳态。当转入低渗中，PRL浓度在10‰和20‰盐度海水组中增加。然而，在40‰盐度海水组中，PR

6、L浓度保持在对照组以下的相对稳定水平。这也证明了PRL是一种淡水适应性激素，在防止低渗环境中离子流失和调节渗透压方面发挥着重要作用。卵形鲳鲹的NKA酶活性在急性应激后受到显著影响。在10‰和40‰盐度海水组中，NKA酶活性显著高于对照组。有趣的是，与10‰和40‰盐度海水组相比，20‰盐度海水组的NKA酶活性最低。3.利用卵形鲳鲹转录组获得与盐度相关显著差异表达基因NKAα1、NKCC1a和AQP1a的基因序列。NKAα1全长为3,631bp,其中开放阅读框（ORF）为3,072bp，编码1,024个氨基酸；NKCC1a全长4,269bp

7、，含ORF3,432bp，编码1,143个氨基酸；AQP1a全长1,078bp，其中ORF为786bp，编码261个氨基酸。qRT-PCR显示这三个基因在10个被测组织（脾、肾、胃、肌肉、皮肤、性腺、鳃、脑、肝和肠）中都广泛分布，其中在渗透调节器官（鳃、肾和肠）中表达量较高。这表明三个基因可能在渗透调节器官中起重要作用。急性盐度胁迫下，NKAα1、NKCC1a和AQP1a的基因呈现出相似的结果，对盐度变化反应迅速，在低或高盐度胁迫后2-4小时内急剧变化。且在鳃、肾和肠中的表达水平不同，在高渗和低渗条件的表达也是不同的，这可能跟组织的功能特

8、性和响应时间有关，也可能是对盐度敏感性有关。关键词:卵形鲳鲹，盐度，转录组，基因，渗透调节机制IVStudyontheSalinityAcclimationRegulationMechanis