大黄鱼半乳糖凝集素家族全基因组鉴定及其在假单胞菌感染和低氧胁迫中的免疫调控机制研究

本研究针对大黄鱼养殖中面临的假单胞菌感染和低氧胁迫两大核心问题，系统鉴定了13个Lcgalectins家族基因，通过多组学分析揭示了其在免疫防御和应激响应中的动态表达特征。研究发现LcGal-2a在病原感染和低氧条件下显著上调，并通过重组蛋白实验证实其广谱抑菌功能，为水产抗病育种提供了新型分子靶点。

　　

在东海之滨的养殖网箱中，大黄鱼（Larimichthys crocea）作为我国重要的海洋经济鱼类，正面临两大生存威胁：由假单胞菌（Pseudomonas plecoglossicida）引发的内脏白结节病（VWND）死亡率高达80%，以及频繁发生的低氧胁迫导致免疫机能下降。这两种压力因子如同悬在养殖业头上的"达摩克利斯之剑"，每年造成数十亿元经济损失。传统防治手段的局限性促使科学家将目光投向先天免疫系统——半乳糖凝集素（galectins），这类能识别病原体表面糖链的"分子哨兵"在哺乳动物中已被证实具有双重调控功能，但在硬骨鱼类中的防御机制仍是未解之谜。

宁波大学的研究团队通过整合基因组学与功能实验，首次绘制了大黄鱼galectins家族的"防御地图"。研究采用全基因组扫描鉴定了13个Lcgalectins成员，运用系统发育树（phylogenetic tree）和蛋白互作网络（PPI）分析揭示其进化保守性。通过模拟养殖环境中的急性低氧（DO<2 mg/L）和假单胞菌感染实验，发现LcGal-2a在脾脏中表达量激增12倍，暗示其可能是应激响应的"核心开关"。更令人振奋的是，重组LcGal-2a蛋白对5种水产病原菌展现出广谱抑菌圈（直径达15.3±0.5 mm），这为开发新型鱼用抗菌制剂提供了物质基础。

主要技术方法
研究团队采用Illumina NovaSeq 6000平台进行转录组测序（RNA-seq），结合SMART技术预测蛋白三维结构。通过qRT-PCR定量13个Lcgalectins在肝、脾、鳃等6种组织的时空表达谱。采用原核表达系统制备重组LcGal-2a，运用牛津杯法测定其对Vibrio harveyi等病原菌的抑制活性。实验用鱼来自浙江省海洋水产养殖研究所温州洞头基地的8月龄健康群体。

研究结果

基因组特征与进化分析
13个Lcgalectins被划分为三大类：原型（LcGal-2亚型）、串联重复型（LcGal-8a/b）和嵌合型（LcGal-3ba）。染色体定位显示LcGal-2a与哺乳动物Galectin-2共享同源区块，暗示3.5亿年前硬骨鱼类与四足动物分化时的基因保守性。

应激响应模式
急性低氧6小时后，LcGal-3b在鳃组织表达量飙升8.7倍，而LcGal-9在肝脏中持续下调。这种组织特异性提示不同成员可能参与氧感知（LcGal-3b）与能量代谢调控（LcGal-9）的分工协作。

免疫防御机制
假单胞菌感染24小时内，脾脏中LcGal-2a表达呈"双峰型"变化，与Toll样受体通路关键基因表达高度同步。酵母双杂交证实LcGal-2a能结合病原体LPS核心寡糖链，这可能解释其抑制细菌游动的分子基础。

讨论与展望
该研究首次揭示大黄鱼galectins家族在"病原体-环境"双重压力下的协同防御网络。LcGal-2a的广谱抗菌性为替代抗生素提供了新选择，其作为生物标志物还可用于养殖环境胁迫预警。未来研究需解析LcGal-2a与MHC^II类分子的互作机制，以及低氧条件下galectins调控NF-κB通路的精确时相。这项发表于《Fish》的研究成果，为发展生态友好型水产病害防控策略奠定了理论基础。