暖水型华贵栉孔扇贝TGF-β超家族基因对急慢性低温胁迫的差异化响应机制及其育种意义

针对暖水贝类低温适应机制不明的问题，研究人员通过全基因组分析鉴定了33种双壳类的560个TGF-β超家族基因，重点解析华贵栉孔扇贝（Chlamys nobilis）13个CnTGFB基因在急慢性低温胁迫（23°C→9°C）下的表达模式，发现卵巢/鳃等高表达特性及CnTGFB-02/07/08等关键基因的差异化调控，为抗寒品种选育提供分子靶点。

　　

论文解读
在全球气候变化背景下，暖水贝类养殖业正面临极端低温事件的严峻挑战。华贵栉孔扇贝（Chlamys nobilis）作为我国南方高经济价值养殖品种，其冬季大规模死亡现象已造成重大经济损失。尽管前期研究揭示了温度敏感性与死亡率的相关性，但调控低温适应的分子机制，尤其是转化生长因子-β（Transforming Growth Factor-β, TGF-β）超家族这一多功能蛋白家族的作用仍属空白。

汕头大学等机构的研究人员通过系统分析33种双壳类基因组数据，首次绘制了TGF-β超家族在软体动物中的进化图谱。研究发现华贵栉孔扇贝的13个CnTGFB基因呈现显著的组织表达特异性：卵巢、鳃、肾脏和血液中的表达量显著高于精巢、外套膜和闭壳肌。在温度胁迫实验中，急性低温（24小时内从23°C降至9°C）诱导CnTGFB-02/07/08显著上调，而CnTGFB-01a/01b/03a/05b则显著下调；慢性低温（30天梯度降温）则触发更复杂的调控网络，当温度降至10°C时，7个基因（如CnTGFB-01a/10）显著上调，而17°C时CnTGFB-01b/04/05b/09等基因已开始下调。值得注意的是，仅CnTGFB-05b对急性胁迫敏感，而9个基因在慢性9°C胁迫下响应更显著。

关键技术方法
研究采用全基因组生物信息学分析鉴定TGF-β基因家族，通过qPCR检测组织特异性表达；设计急性（24小时）和慢性（30天）低温胁迫实验，温度梯度分别为23°C→9°C和23°C→9°C（每日降0.47°C）；实验样本取自汕头大学南澳海洋生物实验站养殖的8月龄华贵栉孔扇贝（壳长55.65±2.98 mm）。

主要研究结果

1. 基因家族进化特征：双壳类TGF-β基因数量差异显著（5-24个），Unionida纲特有第6簇基因，而华贵栉孔扇贝的13个基因分散于9个进化枝。
2. 组织表达模式：CnTGFB在免疫相关组织（鳃、血液）和生殖组织（卵巢）中高表达，提示其双重功能。
3. 胁迫响应差异：急性胁迫激活CnTGFB-02/07/08等免疫调控基因，慢性胁迫则通过多基因协同适应，如10°C时CnTGFB-10的持续上调可能参与长期低温适应。

结论与意义
该研究首次揭示TGF-β超家族在暖水贝类低温适应中的双重调控机制：急性应激通过快速激活特定基因（如CnTGFB-07）应对突发低温，而慢性胁迫则依赖多基因动态平衡（如CnTGFB-05a/10的持续响应）。这一发现不仅填补了软体动物TGF-β功能研究的空白，更为抗寒品种分子标记辅助选育提供了关键靶点，例如CnTGFB-02/07可作为急性低温耐受的候选基因，而CnTGFB-10则适用于慢性低温适应品种选育。研究成果发表于《Aquaculture》，为应对气候变化下的水产养殖安全提供了理论支撑。