编辑推荐：
为探究潮间带养殖是否可增强牡蛎对潮下带极端升温的抗性，研究人员开展太平洋牡蛎（Crassostrea gigas）养殖对比实验，跟踪微生物组和基因表达。发现时间显著影响基因表达，潮间带养殖牡蛎微生物丰富度更高，实验室挑战实验显示温度与养殖处理交互影响基因表达。该研究为牡蛎抗逆养殖提供新视角。
海洋热浪（Marine Heatwaves, MHWs）正以前所未有的频率和强度席卷全球海域，对海洋生物尤其是养殖贝类构成致命威胁。2021 年北美西海岸的极端高温事件中，太平洋牡蛎（Crassostrea gigas）因高温导致大规模死亡，凸显了探究贝类抗逆机制的紧迫性。作为全球重要的水产养殖物种，太平洋牡蛎虽具备一定环境适应能力，但潮下带养殖模式因长期处于稳定环境，其应对极端升温的韧性不足。如何通过养殖环境优化提升牡蛎抗逆性，成为水产领域亟待解决的科学问题。
为此，加拿大渔业与海洋部（Fisheries and Oceans Canada）等机构的研究团队开展了一项为期 17 个月的 “common garden 实验”，旨在揭示潮间带养殖是否能通过环境胁迫预处理，赋予牡蛎对潮下带极端升温事件的持久抗性。研究成果发表于《Aquaculture International》，为气候变化下的贝类养殖提供了关键科学依据。
研究采用多组学技术，结合微生物组分析和基因表达谱检测，系统比较了潮间带与潮下带养殖牡蛎在海洋热浪前后的生理响应差异。主要技术包括：16S rRNA 基因扩增子测序（靶向 V3-V4 区）解析消化腺微生物组动态，实时定量 PCR（RT-qPCR）检测鳃组织中氧化应激（如 SOD、CAT）、热休克（HSP20、HSP70）及免疫相关基因（CCT、TGF）的表达变化，并通过实验室温度（16°C/24°C）与副溶血弧菌（Vibrio aestuarianus）共胁迫实验，验证养殖环境对牡蛎应激响应的预编程效应。
一、海洋热浪对牡蛎基因表达的时序性影响
研究发现，时间（季节温度变化）是驱动基因表达差异的主要因素，主成分分析（PCA）显示热浪后（post-HW）样本与前两时期（pre-HW、HW）显著分离，超 85% 的变异由第一主成分解释。双因素方差分析表明，氧化应激基因（AOX、Gpx、MT）、热休克蛋白基因（HSP20、HSP70）及免疫调节基因（CCT、TGF）在热浪后显著上调，提示恢复期的氧化损伤修复和免疫激活是主要生理响应。值得注意的是，潮间带转潮下带组（Intertidal→Subtidal）在热浪后表现出独特的基因表达模式，超氧化物歧化酶（SOD）表达显著高于纯潮下带组（Subtidal），而交替氧化酶（AOX）表达下调，暗示其代谢模式更倾向于有氧恢复而非持续厌氧代谢。
二、养殖环境塑造牡蛎微生物组多样性
微生物组分析显示，潮间带养殖显著提升牡蛎微生物丰富度，ASV 数量较潮下带组高 36.5%（46.7±25.5 vs 34.2±16.2）。尽管整体群落组成未因养殖环境显著分化，但时间动态分析表明，热浪后乳球菌（Leuconostoc）、蓝藻（Synechococcus）等益生菌丰度增加，而潜在病原菌弧菌（Vibrio）和螺旋体（Spiroplasma）也呈现上升趋势。值得关注的是，潮间带转潮下带组在热浪后富集了与抗氧化能力相关的乳杆菌科，这可能与其较高的 SOD 表达协同作用，增强宿主抗逆性。
三、实验室胁迫实验揭示养殖环境的预编程效应
在 24 小时急性升温（24°C）与病原菌共胁迫实验中，温度与养殖处理的交互作用显著影响基因表达。潮间带转潮下带组在高温下表现出更强的金属硫蛋白（MT）和谷胱甘肽过氧化物酶（Gpx）响应，提示潮间带预处理可能通过表观遗传机制（如 DNA 甲基化）增强线粒体抗氧化能力。此外，高温下弧菌感染导致纯潮下带组的过氧化氢酶（CAT）表达显著抑制，而潮间带转潮下带组维持较高 CAT 活性，表明其免疫系统对复合胁迫的响应更具弹性。
四、研究结论与生态养殖启示
本研究证实，潮间带养殖通过诱导微生物组多样性提升和氧化应激通路的预激活，可增强牡蛎对潮下带极端升温的恢复能力。尽管短期养殖处理未显著改变核心微生物组成，但丰富度的增加与益生菌的富集可能通过 “微生物训练” 机制，协同宿主基因表达重塑，提升抗逆表型。实验室胁迫实验进一步表明，这种环境预处理效应具有跨环境持续性，为 “潮间带驯化 + 潮下带养殖” 的分段式抗逆策略提供了理论支撑。
研究同时指出，热浪恢复期（post-HW）是牡蛎生理应激的关键阶段，氧化应激基因的持续高表达与病原菌丰度上升提示需关注该时期的病害风险。未来可通过微生物组调控（如添加乳球菌益生菌）或表观遗传筛选，进一步优化牡蛎抗逆育种方案。该研究不仅深化了对贝类 - 环境互作机制的理解，更为气候变化背景下的水产养殖可持续发展提供了创新路径。
