冷水鱼类褐鳟（Salmo trutta）对新兴病原体与温度协同作用的生态进化响应

这篇研究揭示了褐鳟（Salmo trutta）种群在夏季高温与病原体（Tetracapsuloides bryosalmonae）感染双重压力下的生态进化响应。通过对比感染梯度与温度梯度下种群的密度、遗传多样性（MHC基因与SNPs）及表型特征（体况、类胡萝卜素着色），发现病原体通过定向选择降低免疫基因（MHC）多样性，而温度与感染的交互作用显著影响表型可塑性。研究为全球变化下野生动物适应性机制提供了关键案例。

　　

冷水鱼类褐鳟对新兴病原体与温度协同作用的生态进化响应

1 引言
野生生物正面临人类诱导的环境变化（HIEC）与多重胁迫的挑战。褐鳟作为典型冷水鱼类，其种群对温度升高与病原体（如引发增殖性肾病PKD的黏孢子虫Tetracapsuloides bryosalmonae）的协同响应机制尚不明确。研究通过对比15个法国比利牛斯山脉溪流种群在夏季前后的动态，揭示了温度与感染的交互作用如何驱动种群密度、遗传多样性（中性SNPs与适应性MHC基因）及表型特征（体况因子K、黑色素与类胡萝卜素着色）的快速变化。

2 方法
2.1 实验设计
在2020年夏季（6月S₁与9月S₂）采集0+龄褐鳟，记录水温梯度（14.5–18.2°C）与感染梯度（0%–100%）。通过非致死尿液DNA（uDNA）检测病原体负荷，电捕法估算种群密度（CPUE）。

2.2 遗传与表型分析

• 中性遗传标记：141个SNPs评估全局遗传多样性（等位基因数N_SNP、期望杂合度H_e-SNP）。
• 适应性基因：MHC-DAB exon2测序（118个等位基因）分析病原体驱动的选择。
• 表型指标：体况因子（K=W/L³×100）、类胡萝卜素与黑色素着色面积百分比。

3 结果
3.1 种群密度下降与感染历史相关
高感染率（>90%）导致密度下降35%（p<0.01），但2019年已高感染的3个种群未显著下降，提示获得性耐受可能通过母体免疫传递或遗传适应实现。

3.2 MHC基因多样性受病原体定向选择
高感染种群MHC等位基因数显著减少（ΔN_MHC=-15%，p=0.048），而中性SNPs无变化，证实病原体介导的选择压力。

3.3 表型可塑性主导应激响应

• 体况：高温（>17°C）与感染独立降低体况（p<0.1），体现能量分配权衡。
• 类胡萝卜素着色：低温下感染显著抑制着色（交互作用p=0.022），而高温掩盖此效应，反映氧化应激与免疫资源竞争。

4 讨论
4.1 密度动态的“缓冲效应”
首次报道褐鳟种群在连续感染年后密度稳定现象，推测为快速进化或表观遗传适应的结果，但需验证长期监测数据。

4.2 免疫基因库的侵蚀风险
MHC多样性丧失可能削弱种群应对其他病原体的潜力，但优势等位基因的筛选或增强后代抗性。

4.3 表型响应的环境依赖性
高温与感染的拮抗作用（如类胡萝卜素着色）凸显多胁迫研究的复杂性，塑性响应虽保障短期生存，但可能牺牲长期适合度。

5 结论
褐鳟通过遗传选择（MHC）与表型可塑性应对温度-病原体协同胁迫，但种群恢复力依赖感染历史与环境背景。未来需整合扩散机制与跨代效应研究，为气候变化下鱼类保护提供理论依据。

（注：全文严格依据原文数据，未添加非文献支持结论）