揭秘凡纳滨对虾耐低氧遗传密码：开启水产养殖新篇章

在水产养殖中，凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）生长受低氧影响。研究人员开展 “凡纳滨对虾耐低氧 QTLs 定位及候选基因筛选” 研究，鉴定出 8 个 QTLs 和 13 个候选基因。这为提升对虾耐低氧能力、促进水产养殖可持续发展提供支撑。

　　在神秘的水产养殖世界里，凡纳滨对虾可是当之无愧的 “明星选手”，它凭借高营养价值、美味口感和一定的抗逆能力，成为全球养殖规模最大的甲壳类动物之一。然而，低氧问题却像一个隐藏在暗处的 “杀手”，严重威胁着凡纳滨对虾的生存和生长。当水体中溶解氧低于 2.8mg/L 时，就会出现低氧情况，这会打乱凡纳滨对虾的能量代谢，破坏渗透压调节，增加氧化损伤，让它们的日子变得十分艰难。尽管人们对虾类低氧影响的研究越来越多，但虾类养殖环境中的缺氧问题依旧没有得到有效解决。所以，深入探索水生动物耐低氧的适应机制和分子基础，就显得尤为重要，这不仅能满足科学研究的需求，还能为水产养殖业的发展带来新的希望。

为了攻克这个难题，广东海洋大学的研究人员踏上了探索之旅，开展了 “凡纳滨对虾耐低氧数量性状位点（QTLs）定位及候选基因筛选” 的研究。他们通过不懈努力，取得了一系列重要成果，这些成果发表在《Aquaculture Reports》上，为凡纳滨对虾的养殖带来了新的曙光。

研究人员在本次研究中主要运用了以下几种关键技术方法：首先，构建了凡纳滨对虾全同胞家系，挑选 200 只 2 月龄子代和双亲，分别采集肌肉组织和肝胰腺组织样本。接着，进行全基因组测序，构建测序文库并高通量测序获取大量数据。然后，利用生物信息学方法进行单核苷酸多态性（SNP）基因分型，构建遗传图谱。同时，通过转录组测序分析耐低氧和不耐低氧个体的基因表达差异，最后进行 QTL 与 RNA-seq 关联分析 ，挖掘与耐低氧相关的基因。

下面来详细看看研究结果：

1. 耐低氧评估：研究人员将 200 只 F₁全同胞家系个体置于溶解氧为 0.4mg/L 的海水中，记录它们的存活时间来评估耐低氧能力。结果发现，所有实验虾在 24 小时内全部死亡，平均存活时间为 13 小时，而且个体存活时间差异显著且呈正态分布，这表明耐低氧性状适合进行 QTL 检测。此外，通过全基因组测序获得了高质量的测序数据，筛选出 81,892 个有效标记用于后续分析。
2. 连锁图谱构建：利用筛选出的 SNP 位点，研究人员成功构建了凡纳滨对虾的连锁图谱。该图谱包含 44 个连锁群（LGs），与凡纳滨对虾的单倍体染色体数一致，总遗传长度为 5386.79cM，平均间隔长度为 0.07cM。不同连锁群的长度和标记数量有所差异，比如 LG11 标记最多，LG44 标记最少 。
3. QTL 分析与候选基因鉴定：通过 QTL 定位分析，研究人员共检测到 8 个与耐低氧相关的 QTLs，分布在 LG17、LG19 等多个连锁群上。对这些 QTL 区域进行基因注释，发现了 78 个基因，其中 13 个被确定为耐低氧候选基因。这些基因参与氧化应激反应、DNA 修复等重要生物学过程，暗示耐低氧可能受多基因控制。
4. 低氧诱导的转录组分析：研究人员选取耐低氧（HT）和不耐低氧（HI）的个体进行 RNA-seq 分析。结果显示，两组分别获得大量高质量的原始 reads，经过质量控制后，大部分 clean reads 能成功比对到参考基因组。进一步分析发现，共有 1973 个差异表达基因（DEGs），其中 903 个上调，1070 个下调。GO 和 KEGG 富集分析表明，这些基因主要参与 DNA 修复、RNA 加工、氧化还原过程和氨基酸代谢等途径 。
5. QTL 与 RNA-seq 关联分析结果：对 QTL 区域注释的基因和 RNA-seq 鉴定的 DEGs 进行关联分析，发现有 11 个基因在低氧应激下差异表达。部分基因在 HI 组表达较高，而另一些在 HT 组表达较高，这表明它们可能在耐低氧过程中发挥不同作用，RT-qPCR 验证了 RNA-seq 的结果。

综合研究结论和讨论部分，这项研究意义重大。研究人员成功构建了高分辨率的凡纳滨对虾遗传连锁图谱，鉴定出多个与耐低氧相关的 QTLs 和候选基因，揭示了耐低氧性状的多基因调控机制。同时，转录组分析深入探讨了低氧胁迫下基因表达的变化，为理解凡纳滨对虾耐低氧的分子机制提供了重要线索。这些研究成果为通过遗传改良提高凡纳滨对虾耐低氧能力奠定了坚实基础，有助于培育出更适应低氧环境的虾种，从而推动水产养殖业的可持续发展，让凡纳滨对虾在未来的养殖中能够更加健康、茁壮地成长，为人们提供更多优质的水产品。