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为探究光照强度对养殖鱼类肤色的影响，研究人员以 7 月龄豹纹鳃棘鲈（Plectropomus leopardus）为对象，发现 300 lux 白光下其肤色从深棕转橙红，伴红细胞增多、黄色素细胞减少及虾青素积累，转录组揭示相关基因表达差异，为优化养殖提供新路径。
在水产养殖领域，鱼类的皮肤颜色不仅是其健康状态的直观体现，更直接影响着市场价值与消费者偏好。对于豹纹鳃棘鲈（
Plectropomus leopardus）这类具有重要经济价值的珊瑚礁鱼类而言，明亮的橙红色皮肤是其高售价的关键特征。然而，在人工养殖条件下，其皮肤往往会变暗，传统依赖饲料中添加虾青素（astaxanthin）来改善肤色的方法，虽能有效提升色素沉积，但长期投喂会显著增加养殖成本，且关于光照环境如何影响其肤色变化的分子机制尚不清楚。因此，探索一种低成本、高效的肤色调控方法，揭示光照强度与皮肤色素沉积的内在联系，成为水产养殖领域亟待解决的重要问题。
为了攻克这一难题，中国研究人员开展了相关研究。该研究以 7 月龄、皮肤呈黑色且大小均匀的豹纹鳃棘鲈为实验对象，将其随机分为对照组（自然光照射）和光照处理组（300 lux 白光照射，光周期为 15 小时光照 / 9 小时黑暗），在投喂不含虾青素的饲料（AFD）30 天后，对两组鱼的皮肤颜色、色素细胞数量、虾青素含量及基因表达进行了系统分析。研究成果发表在《Aquaculture Reports》上，为豹纹鳃棘鲈的养殖提供了重要的理论依据和实践指导。
研究采用了多种关键技术方法：通过索尼相机（DSC-HX300）记录鱼体皮肤颜色；利用透射电子显微镜（TEM）观察皮肤色素细胞的超微结构；运用超声提取结合高效液相色谱法检测皮肤虾青素含量；借助转录组测序（Illumina NovaSeq 6000 平台）和实时定量聚合酶链反应（qRT-PCR）分析基因表达差异；采用五点采样法统计色素细胞密度，并通过 SPSS 19.0 软件进行独立样本 T 检验分析组间差异。
增强光照强度增加红细胞数量
实验结果显示，对照组鱼体皮肤呈现深棕黑色，而光照处理组皮肤变为橙红色。通过解剖观察和色素细胞计数发现，光照处理组皮肤中的红细胞数量显著增加，黄色素细胞数量显著减少，黑色素细胞数量呈下降趋势但无统计学意义。这表明较高的光照强度通过促进红细胞增殖和黄色素细胞减少，实现了皮肤颜色的显著改变。
高光照强度促进虾青素在皮肤中的积累
虾青素含量检测结果表明，光照处理组背部皮肤的虾青素含量显著高于对照组。在不摄入虾青素的养殖阶段，高光照强度能够促进虾青素在皮肤中的积累，这暗示光照可能通过某种机制增强了虾青素的运输或沉积。
着色相关基因表达的变化
转录组分析显示，光照处理组与对照组共有 186 个差异表达基因（DEGs），其中 82 个上调，104 个下调。进一步聚焦于类胡萝卜素运输和代谢相关基因（如ttc39b、slc44a4、rdh7）以及细胞凋亡和自噬相关基因（如c-fos、mapk8ip3），qRT-PCR 验证结果与转录组测序一致。ttc39b、slc44a4和rdh7在高光照强度下表达上调，可能分别在类胡萝卜素的摄取、跨膜转运和代谢过程中发挥重要作用；c-fos和mapk8ip3的表达变化则提示细胞凋亡和自噬途径参与了黑色素细胞数量的调控。
红细胞和黄色素细胞的超微结构
透射电子显微镜观察发现，红细胞和黄色素细胞分布于真皮海绵层的疏松结缔组织中，均具有长树突状突起。红细胞质内分布着大量球形或椭球形的类胡萝卜素囊泡（直径 0.2–0.4 μm），黄色素细胞的类胡萝卜素囊泡则形状不规则、电子密度不同（直径 0.2–0.7 μm），两者在超微结构上的相似性为红细胞可能由黄色素细胞转化而来的推测提供了形态学证据。
综合研究结果表明，300 lux 的光照强度能够通过上调ttc39b、slc44a4、rdh7等基因的表达，促进类胡萝卜素的运输和代谢，增加虾青素在皮肤中的积累，同时通过调控细胞凋亡和自噬相关基因，改变色素细胞组成（红细胞增多、黄色素细胞减少），最终使豹纹鳃棘鲈皮肤呈现明亮的橙红色。该研究首次揭示了光照强度调控豹纹鳃棘鲈皮肤颜色的分子机制，证明了合理利用光照环境而非依赖饲料添加剂来改善养殖鱼类肤色的可行性，为降低水产养殖成本、实现可持续发展提供了新的技术路径。此外，研究筛选出的关键基因（如ttc39b、slc44a4）为深入研究鱼类皮肤色素沉积的遗传调控机制奠定了基础，也为其他经济鱼类的肤色改良提供了重要参考。
