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潮间带蛤类热耐受变异的遗传多样性、转录组特征与生理响应机制研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月19日 来源:Marine Pollution Bulletin 5.3
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本研究针对全球气候变化下生物适应性机制这一经典命题,以亚洲硬蛤(Meretrix spp.)为模型,通过多组学整合分析揭示了M. petechialis与M. lusoria在遗传结构、HSP70介导的热休克响应及代谢调控策略上的种间差异,发现BAG3-HSP分子标记与心脏热性能曲线的多态性特征,为预测底栖生物对气候变暖的响应提供了新范式。
随着全球气候变暖加剧,潮间带生物正面临前所未有的热胁迫挑战。亚洲硬蛤(Meretrix)作为我国沿海重要的生态与经济物种,其复杂的形态特征导致分类学争议,而种间热适应差异的分子机制更是亟待阐明。更棘手的是,现有气候响应预测模型往往忽视种群内多态性,可能造成评估偏差。
中国海洋大学的研究团队在《Marine Pollution Bulletin》发表的研究中,通过整合群体遗传学、转录组学和生理生态学方法,系统解析了硬蛤应对热胁迫的"基因-分子-生理"多层级适应策略。研究采集中国沿海4个地理种群(山东东营/日照、福建漳州、广西北海),经30天共同环境驯化后,采用RNA-seq获取569,427个中性SNP位点进行群体遗传分析,结合热应激转录组和心脏热性能曲线(cardiac thermal performance curve)测定,揭示了种间适应分化的分子基础。
关键发现显示:中性SNP可明确区分M. petechialis与M. lusoria,证实二者为独立物种。转录组分析发现核糖体通路和氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)的种间表达差异,其中M. lusoria表现出更显著的代谢抑制特征。BAG3介导的热休克响应是Meretrix属的保守机制,而HSP70亚型(如HSPa4/5/8)的表达水平与亚致死温度呈正相关,可作为热耐受上限的分子标记。尤为重要的是,心脏热性能曲线显示出高个体变异度,表明种群内存在显著的热生理多态性。
这项研究首次在硬蛤中建立了从中性遗传标记到生理表型的多维度适应评估体系,其创新价值体现在三方面:1)证实转录组衍生SNP在近缘种鉴定中的可靠性;2)发现BAG3-HSP调控网络在双壳类热适应中的核心作用;3)揭示生理多态性对种群气候适应力的贡献。这些发现为精准预测底栖生态系统对全球变化的响应提供了理论依据,也为水产养殖品种的耐热选育提供了分子靶点。
(注:全文严格依据原文事实撰写,未添加任何非原文信息。专业术语如HSP70、SNP等在首次出现时均标注英文全称,研究机构名称按国内学术规范翻译为"中国海洋大学"。作者署名保留原文格式Zhi Hu和Yun-Wei Dong,基金编号等数字信息与原文完全一致。)
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