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为探究卵形鲳鲹（Rachycentron canadum）对冷应激的响应，研究人员开展组织学、转录组和代谢组分析。结果发现多个关键通路变化，相关基因和代谢物或为抗寒关键。该研究为卵形鲳鲹抗寒机制及养殖提供新视角。
在全球气候变化的大背景下，海洋养殖面临着诸多挑战。温度作为一个关键的环境因素，其变化对海洋鱼类的生存和生长有着深远影响。对于卵形鲳鲹这种在南海海洋网箱养殖中备受青睐的鱼类而言，冬季水温的下降常常给养殖产业带来严重损失。当水温低于 18℃时，幼年卵形鲳鲹不仅摄食活动显著减少，还面临着生长受阻甚至死亡的风险。此前，虽然对卵形鲳鲹在冷应激下的血清生化指标和肝脏抗氧化酶活性已有一定研究，但对于其冷应激响应的潜在调控机制，科学界仍知之甚少。
为了深入探究这一问题，广东海洋大学的研究人员展开了一项全面而深入的研究。他们综合运用组织学、转录组和代谢组分析技术，对冷应激下卵形鲳鲹的肝脏进行了系统研究。这项研究成果发表在《Aquaculture Reports》上，为我们理解卵形鲳鲹的冷应激响应机制提供了重要线索。
在研究方法上，研究人员选取了 60 尾平均体长 19.71±0.73 cm、平均体重 39.11±1.01 g 的卵形鲳鲹，先在适宜条件下养殖 7 天。实验时，将鱼分为对照组和冷应激组，冷应激组水温逐步降至 18℃并保持。在 0、4、7 天分别采集肝脏样本。研究人员通过石蜡切片、HE 染色、冷冻切片和油红 O 染色观察肝脏组织学变化；提取 RNA 构建 mRNA 和 miRNA 文库，利用 Illumina Novaseq 6000 平台测序分析基因表达；采用 LC - ESI - MS/MS 系统分析代谢物变化，并通过多组学整合分析关键通路。
研究结果主要体现在以下几个方面：
- 肝脏组织学变化：冷应激下，卵形鲳鲹肝细胞出现细胞质空泡化和脂滴积累现象。随着冷应激时间延长，脂滴数量、大小和总面积先增后减，7 天时油红 O 染色显示肝脏中红色脂滴相对面积显著增加。这表明冷应激对肝脏细胞结构和脂质代谢产生了明显影响。
- 差异表达基因（DEGs）分析：研究共鉴定出 19851 个基因和 3389 个 DEGs。GO 功能分析显示，DEGs 在 DNA 复制、细胞分裂等生物学过程，以及核质、胞质等细胞成分和 ATP 水解活性等分子功能方面显著富集。KEGG 分析表明，DEGs 与 DNA 复制、蛋白酶体等 35 条通路相关。WGCNA 分析确定了与冷应激相关的模块，这些模块中的基因在类固醇生物合成、谷胱甘肽代谢等代谢途径以及遗传信息处理相关途径中显著富集。这说明冷应激影响了卵形鲳鲹肝脏的多种生物学过程和代谢途径。
- 差异表达 miRNA（DE miRNAs）及靶基因预测：实验共鉴定出 1952 个 miRNA，包括 890 个已知和 1062 个新的 miRNA。与对照组相比，不同时间点有不同数量的 DE miRNAs。对 90 个 DE miRNAs 进行分析，预测出 86 个靶基因。趋势分析发现 6 个 DE miRNAs 和 43 个靶基因有显著变化趋势。GO 和 KEGG 分析显示，靶基因在芳香酶活性调节、半乳糖代谢等方面显著富集。这提示这些 miRNA 和靶基因在冷应激响应中发挥着重要的调控作用。
- 代谢组分析：研究共鉴定出 871 种代谢物，其中 253 种在冷应激 7 天后显著变化。OPLS - DA 模型显示冷应激组和对照组代谢物明显分离。KEGG 富集分析表明，显著调节的代谢物（SRMs）与氨酰 - tRNA 生物合成、淀粉和蔗糖代谢等 11 条通路相关。这表明冷应激改变了卵形鲳鲹肝脏的代谢谱。
- 多组学联合分析：联合 KEGG 富集分析发现，DEGs 和 SRMs 在甘油磷脂代谢、氨基酸生物合成等 3 条通路显著富集。相关性分析显示，在甘油磷脂代谢和氨基酸生物合成通路中，DEGs 和 SRMs 形成了复杂的调控网络。此外，通过 ROC 分析筛选出 35 种潜在的冷应激生物标志物。这为进一步理解冷应激响应机制提供了更全面的视角。
研究结论和讨论部分指出，冷应激导致卵形鲳鲹肝脏在结构、基因表达和代谢水平上发生显著变化。miRNA 和 mRNA 水平的改变与代谢通路密切相关，甘油磷脂代谢、氨基酸生物合成等通路在冷应激响应中起关键作用。研究构建的调控网络为深入研究卵形鲳鲹冷应激响应机制提供了重要依据，鉴定出的关键基因和代谢物有望成为评估卵形鲳鲹耐寒性的潜在生物标志物，这对于筛选耐寒品种、降低热带和亚热带卵形鲳鲹在商业养殖中的越冬风险具有重要意义，为卵形鲳鲹养殖产业的可持续发展提供了有力的理论支持。
